什么是 Kubernetes？

Kubernetes 是一个开放式源代码平台，用于管理跨多个主机的容器化工作负载和服务，并提供用于部署、自动执行、监视和缩放容器化应用程序的管理工具，需要的手动干预极少，甚至不需要手动干预。

开源项目 Kubernetes 将运行容器化基础设施与生产工作负载、开源贡献和 Docker 容器管理工具相结合。 Kubernetes 基础设施提供了一个独立且安全的容器管理应用平台，该平台可移植、可扩展，并在故障转移时具有自我修复功能。 有关更多信息，请参阅 什么是 Kubernetes?。

了解有关 Kubernetes 主要概念的更多信息，如下图所示。

帐户

帐户是指 IBM Cloud 帐户。

集群，工作程序池和工作程序节点

一个 Kubernetes 集群由一个主节点和多个计算节点（称为工作节点）组成。 工作程序节点组织成具有相同类型模板的工作程序池，或者具有 CPU，内存，操作系统，连接的磁盘和其他属性的概要文件。 工作程序节点对应于 Kubernetes Node 资源，并由集中控制和监视集群中所有 Kubernetes 资源的 Kubernetes 主节点进行管理。 因此，在部署容器化应用程序的资源时，Kubernetes 主节点会考虑部署需求和集群中的可用容量，然后决定将这些资源部署在哪个工作程序节点上。 Kubernetes 资源包括服务、部署和 pod。

名称空间

Kubernetes 名称空间是一种将集群资源划分到不同区域的方法，您可以部署应用程序并限制对这些区域的访问，例如，如果要与多个团队共享集群。 例如，为您配置的系统资源将保留在不同的名称空间中，例如 kube-system 或 ibm-system。 如果在创建 Kubernetes 资源时未指定名称空间，那么将在 default 名称空间中自动创建该资源。

服务

服务是 Kubernetes 资源，可将一组 pod 分组在一起，并提供与这些 pod 的网络连接，而无需公开每个 pod 的实际专用 IP 地址。 您可以通过服务使应用程序在集群内或公用因特网中可用。

部署

部署是一种 Kubernetes 资源，在其中可指定运行应用程序所需的其他资源或功能的信息，例如服务、持久性存储器或注释。 您可在配置 YAML 文件中记录部署，然后将其应用于集群。 Kubernetes 主节点会配置资源，并将容器部署到具有可用容量的工作程序节点上的 pod 中。

定义应用程序的更新策略，包括在滚动更新期间要添加的 pod 数，以及允许同时不可用的 pod 数。 执行滚动更新时，部署将检查更新是否有效，并在检测到故障时停止应用。

部署只是可用于管理 pod 的一种类型的工作负载控制器。 有关在选项中进行选择的帮助，请参阅 我可以为应用程序创建哪种类型的 Kubernetes 对象?。 有关部署的更多信息，请参阅 Kubernetes 文档。

Pod

部署到集群中的每个容器化应用都由一个名为“容器”的 Kubernetes 资源进行部署、运行和管理。 pod 代表 Kubernetes 集群中的小型可部署单元，用于将必须视为单个单元的容器分组在一起。 通常，每个容器都部署在其自己的 pod 中。 但是，应用程序可能需要将一个容器和其他辅助容器部署到一个 pod 中，以便可以使用相同的专用 IP 地址寻址到这些容器。

应用程序

应用程序可能是指完整应用程序，也可能指应用程序组件。 您可在单独的 pod 或单独的工作程序节点中部署应用程序的组件。 有关更多信息，请参阅 规划应用程序部署 和 开发 Kubernetes-native 应用程序。

要深入了解 Kubernetes，请参阅 Kubernetes 文档。

什么是容器?

容器提供了一种标准方法，用于将应用程序的代码、配置和依赖项打包成一个单元，以作为资源隔离的进程在计算服务器上运行。 要在 IBM Cloud 上运行您的应用，您必须首先通过创建一个容器镜像来容器化您的应用，并将该镜像存储在容器注册表中。

复习以下术语，进一步熟悉概念。

容器

容器是一个打包了所有依赖项的应用程序，这样应用程序就可以在不同的环境之间移动，无需修改即可运行。 与虚拟机不同，容器不会虚拟化设备、操作系统和底层硬件。 在容器中只打包应用程序代码、运行时、系统工具、库和设置。 容器在计算主机上作为隔离进程运行，并共享主机操作系统及其硬件资源。 这种方式使得容器比虚拟机更轻便、可移植性更高且更高效。

图像

容器映像是一个包含运行容器所需的文件、配置设置和库的包。 镜像由一个名为 Dockerfile 的文本文件构建而成。 Dockerfiles 定义了如何构建镜像，以及其中包含哪些工件。 容器中包含的工件包括应用程序代码、配置设置和任何依赖项。

注册表

映像注册表是用于存储、检索和共享容器映像的位置。 注册表既可以对任何人公开，也可以对一小部分用户私下开放。 在企业应用方面，请使用私人注册表（如 IBM Cloud ），以防止未经授权的用户使用您的图片。

IBM Cloud Kubernetes Service 提供什么计算主机基础设施？

通过 IBM Cloud® Kubernetes Service，您可以使用来自以下提供程序的基础结构来创建集群。 一个集群中的所有工作程序节点都必须来自同一提供者。

使用服务有哪些好处?

可选择容器平台提供者

使用 Red Hat OpenShift 或社区 Kubernetes 作为容器平台协调器。

选择适合您公司的开发人员体验，或者通过 Red Hat OpenShift 或社区 Kubernetes 集群运行工作负载。

从 IBM Cloud 控制台到 Kubernetes 仪表板或 Red Hat OpenShift 网络控制台的内置集成。

从 IBM Cloud 对所有 Red Hat OpenShift 或社区 Kubernetes 集群进行单一查看和管理。

隔离了计算、网络和存储基础架构的单租户 Kubernetes 集群

创建您自己的定制基础架构，以满足组织的需求。

在基础设施提供商之间进行选择。

使用 IBM Cloud 基础架构提供的资源来供应专用而安全的 Kubernetes 主节点、工作程序节点、虚拟网络和存储器。

由 IBM 持续监视和更新的完全受管 Kubernetes 主节点，使您的集群可用。

可将工作节点配置为裸机服务器，用于处理数据、GPU和人工智能等计算密集型工作负载。

存储持久数据，在 Kubernetes pod 之间共享数据，以及在需要时使用集成和安全卷服务复原数据。

受益于对所有本机 Kubernetes API 的完全支持。

多专区集群可提高高可用性

通过工作程序池轻松管理同一类型模板（CPU、内存、虚拟或物理）的工作程序节点。

通过在精选多专区中均匀分布节点并对应用程序使用反亲缘关系 pod 部署，以防止专区故障。

通过使用多专区集群而不是在单独的集群中复制资源，从而降低成本。

通过在集群的每个专区中自动设置的多专区负载均衡器 (MZLB)，受益于跨应用程序的自动负载均衡。

高可用性主节点

缩短集群停机时间，例如在对创建集群时自动供应的高可用性主节点进行主节点更新期间。

将您的主机分散在多区域集群中，以保护您的集群免受区域故障的影响。

符合漏洞顾问程序的映像安全

在安全的 Docker 私有镜像注册表中创建自己的存储库，组织中的所有用户都可以在此存储和共享镜像。

受益于自动扫描专用 IBM Cloud 注册表中的映像。

查看特定于映像中所用操作系统的建议，以修复潜在漏洞。

持续监视集群运行状况

使用集群仪表板可快速查看和管理集群、工作程序节点和容器部署的运行状况。

使用 IBM Cloud® Monitoring，找到详细的使用量度量值，并快速扩展集群以满足工作负载需求。

使用 IBM Cloud Logs 复查日志记录信息，以查看详细的集群活动。

安全地向公众公开应用程序

在公共 IP 地址、IBM 提供的路径或您自己的定制域之间进行选择，以通过因特网访问集群中的服务。

IBM Cloud 服务集成

通过整合 IBM Cloud 服务，为您的应用程序添加额外功能，例如 Watson API、Blockchain、数据服务或物联网。

Red Hat OpenShift 与 Kubernetes 集群之间的比较

Red Hat OpenShift on IBM Cloud 和 IBM Cloud Kubernetes Service 集群都是为生产就绪的容器平台，专为企业工作负载量身定制。 下表对某些常见特性进行了对比，可帮助您选择最适合您使用情况的集装箱平台。

相关资源

查看如何了解有关 Kubernetes 概念和术语的信息。

• 通过完成 本课程，了解 Kubernetes 和 IBM Cloud Kubernetes Service 如何协同工作。