面向 Kubernetes 编程： Kubernetes 是下一代操作系统
摘要
此文章适合没有任何 Kubernetes/容器/Docker 经验的同学 — 在不久的将来，你不懂如何操作 Kubernetes 接口，就等于现在的你不懂最普通的 Linux 命令。
导言
此文章着重介绍如何在入门阶段使用 Kubernetes，以及要面向 Kubernetes 编程带来的优势，不会介绍复杂的 Kubernetes 架构、实现。因此此文章适合没有任何 Kubernetes/容器/Docker 经验的同学，对 Kubernetes 有了解的同学也可以从此文章里面获取一些灵感，可以更加酷炫的玩转 Kubernetes。
希望在阅读完此文章之后，你可以从 “我需要一个 Linux VM 做开发、测试和部署”，变成 “我需要一个 Kubernetes 做开发、测试和部署”。
Kubernetes 是下一代操作系统
Kubernetes 是这几年非常热门的一个词汇，大概所有的软件工程师都已经听说过这个词。
那么 Kubernetes 到底是什么呢？可能 Google 会告诉你很多，但是我想告诉你的是：Kubernetes 是下一代操作系统；一个 Kubernetes 集群是一个资源无限大(可扩容)的虚拟机。而且，Kubernetes 的接口是是声明式的，是天然面向分布式系统而设计的（下面会详细介绍）。
说到这里，大家估计立刻就有疑问了。我想大概是这些：
Q: 那么，Linux、Windows 要被淘汰了？
A: 不会被淘汰，只是 Linux、Windows 是一个底层的单机操作系统。而我们这些普通的应用软件工程师将来都不会跟Linux 打交道了，都会使用 Kubernetes 这个更上层、同时功能也更强大的操作系统。
Q: 那么，我不学 Kubernetes 可以吗？
A: 不行！在未来不久的某一天，也许云厂商只卖 Kubernetes “虚拟机”了：阿里云不单独卖 ecs 了，亚马逊AWS，微软云，Google 云等各种云厂商都不卖 Linux 虚拟机了。如果你想买单机版的 Linux 虚拟机，他们都会一脸惊讶的问你，你买那么底层的、功能那么薄弱的计算机干什么？就像你现在从云厂商那里买不到一个还没有安装 Linux 的虚拟机一样。以后，云厂商交付的 “虚拟机” 必定是 “集群级别的虚拟机” ，而 “集群级别的虚拟机” 的操作系统就是 Kubernetes。
在不久的将来，你不懂如何操作 Kubernetes 接口，就等于现在的你不懂最普通的 Linux 命令。
Q: 那这样的话，我买不到 Linux 虚拟机，我连学习 Linux 的机会都没有了？
A: 当然不是，有了 Kubernetes，你可以在 1秒内自己搞一个任何 Linux 发行版本的 “单机虚拟机” 出来。
Q: Kubernetes 真的是一个操作系统？ Show me....
A:
| 功能/名词 | 单机 Linux | Kubernetes | 说明 |
|---|---|---|---|
| Shell, CMD | sh, bash | kubectl | kubectl 是 Kubernetes 的 shell 工具，有了 kubectl 你就可以连接并管理 Kubernetes 这个超级虚拟机了。 |
| 用户，登录 Linux | User, Group, ssh 登录 | kubeconfig 文件类似 Linux ssh 的 .key 文件，用户使用 kubeconfig 访问 Kubernetes 就自带了用户信息。Kubernetes 能根据用户限制权限，也能限制用户能使用的资源。kubectl 使用 kubeconfig 访问 Kubernetes 就好比使用 .ssh key 访问 Linux | Kubernetes 集群管理员(或者自动化的申请系统)为用户颁发 kubeconfig 文件。 |
| 进程 | 进程 | Pod | Pod 就是 Kubernetes 这个 “超级虚拟机” 的进程。 |
| 管理进程 | ps, kill | kubectl get pod, kubectl delete pod | 发布、升级、管理 “进程”(或者说应用) |
| 配置管理 | 登录各个 Linux VM，替换机器上的文件。 | kubectl apply -f ./cm.yaml | 使用 ConfigMap 管理应用的配置文件，一次提交，进程的每个实例自动生效新的配置。由于篇幅管理，使用 ConfigMap 配置应用（“进程”）启动参数不在此文章里面举例。 |
| 发布、管理、升级应用 | 在 Linux 上面发布一个应用，需要一顿疯狂的操作：先阅读如何发布、参数有什么、下载二进制包、搞定一些配置文件，然后运行应用。 | kubectl apply -f ./my-app.yaml | my-app.yaml 可能是应用提供商提供的、面向 Kubernetes 发布应用的“菜单”文件(为什么叫“菜单”我后面会介绍)。只要提交这个“菜单”，应用就部署好了。Kubernetes 让一切简单，而且，它是分布式，是天然容灾的。只要向 Kubernetes 提交 Deployment 这样的“资源”即可，下文有介绍。 |
| 限制应用资源 | 一顿疯狂的操作，把应用进程的 Cgroup 限制好。 | 发布应用时已经做了 | Kubernetes 让一切简单。 |
| 分布式应用发布 | 在各个 Linux 虚拟机上面发布好应用，然后把他们组网。 | 发布应用时已经做了 | 还是那句话，Kubernetes 让一切简单。 |
| 分布式应用容灾 | 搞个监控，监控我们各个 Linux 虚拟机上面的应用是不是不健康了。不健康了的话，我们起床，来一次“一顿操作猛如虎”的故障恢复操作。 | / | 天然容灾，安心睡你的觉。 |
| 数据持久化，故障时数据迁移 | “一顿操作猛如虎” | 用 PV（持久化存储卷），容灾把应用的一个应用实例从 “节点一” 切换到了 “节点二”，都不用做任何数据迁移。新的应用实例起来就能使用老数据。 | 还是那句话，Kubernetes 让一切简单。我都不用关心这个事情。（由于篇幅管理，下文的例子中也不会涉及 PV 的例子） |
“一顿操作猛如虎” 听起来很酷，但是你在做一些没必要的事情，同时你做了这些事情并不讨好你的老板，可能在因为你的失误操作引起更大的故障和问题。
面向 Kubernetes 做最简单的操作，达到最佳的效果，才是更酷的事情。
A: 行了行了，别说那么多了，我还是需要一个 Linux VM。
Q: 好的，我给您一个 Kubernetes，然后给你一个 基础 OS Pod “菜单”文件，然后您自己就可以创建任何一个 Linux 发行版、任何一个 Linux 版本的的 Linux VM了。在文章的最后会有介绍。
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