为什么需要 Kubernetes
为什么需要 Kubernetes
传统部署的困境
让我们从一个实际场景开始。
场景：部署一个在线商城
假设你正在运营一个在线商城，随着业务发展，你会遇到这些问题：
问题 1：流量波动
- 平时访问量 1000 人/小时
- 促销活动时 10000 人/小时
- 晚上 2 点只有 100 人/小时
传统方案：按峰值配置服务器 → 大部分时间资源浪费
问题 2：系统可靠性
- 服务器硬件故障
- 应用程序崩溃
- 网络问题
传统方案：人工监控，手动重启 → 响应慢，可能导致长时间服务中断
问题 3：快速迭代
- 每周发布新功能
- 需要无停机更新
- 出问题要快速回滚
传统方案：制定复杂的发布流程，深夜维护窗口 → 效率低，风险高
Docker 解决了什么问题？
Docker 的出现解决了"环境一致性"问题：
# 本地开发
docker run myapp
# 测试环境
docker run myapp
# 生产环境
docker run myapp
但是 Docker 只是容器运行时，还有很多问题没解决：
- ❌ 如何管理 100 个容器？
- ❌ 容器崩溃了谁来重启？
- ❌ 如何在多台机器上分配容器？
- ❌ 如何实现负载均衡？
- ❌ 如何实现自动扩缩容？
Kubernetes 的价值
Kubernetes 提供了完整的容器编排解决方案。
1. 自动化运维
自我修复（Self-Healing）
# 定义期望状态：始终运行 3 个副本
replicas: 3
Kubernetes 会自动：
- 监控容器健康状态
- 容器崩溃时自动重启
- 节点故障时在其他节点重新创建容器
2. 弹性伸缩
水平扩展（Horizontal Scaling）
# 手动扩展
kubectl scale deployment myapp --replicas=10
# 自动扩展
kubectl autoscale deployment myapp --min=3 --max=10 --cpu-percent=80
根据 CPU 使用率自动调整副本数量：
- CPU > 80%：增加副本
- CPU < 50%：减少副本
3. 滚动更新和回滚
零停机部署
# 更新应用到新版本
kubectl set image deployment/myapp myapp=myapp:v2
# 发现问题，立即回滚
kubectl rollout undo deployment/myapp
Kubernetes 会：
- 逐步用新版本替换旧版本
- 确保始终有可用的容器
- 出问题时可以一键回滚
4. 服务发现和负载均衡
自动负载均衡
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp
spec:
selector:
app: myapp
ports:
- port: 80
targetPort: 8080
Kubernetes 会：
- 自动发现所有 myapp 容器
- 在容器之间分配流量
- 容器增减时自动更新路由
5. 配置和密钥管理
# 配置文件
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: app-config
data:
database_host: db.example.com
# 敏感信息
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: app-secret
data:
database_password: cGFzc3dvcmQxMjM= # base64 编码
配置与代码分离，统一管理。
实际收益
采用 Kubernetes 后，企业通常会获得：
成本节约
- 资源利用率提升：从 30% 提升到 70%
- 人力成本降低：减少运维人员 50%
- 基础设施成本：通过自动伸缩节省 30-40%
效率提升
- 部署时间：从 2 小时降到 5 分钟
- 故障恢复：从 30 分钟降到 30 秒
- 开发效率：提升 3-5 倍
可靠性提升
- 服务可用性：从 99% 提升到 99.99%
- 故障影响：局部故障不影响整体服务
- 灾难恢复：快速切换到备用集群
什么时候需要 Kubernetes？
适合使用 Kubernetes 的场景
✅ 微服务架构应用
✅ 需要高可用性的系统
✅ 需要频繁部署更新
✅ 流量波动较大的应用
✅ 多环境部署（开发/测试/生产）
✅ 需要跨云/混合云部署
可能不需要 Kubernetes 的场景
❌ 简单的单体应用
❌ 流量很小且稳定
❌ 团队规模小（1-2 人）
❌ 对运维技术栈没有要求
❌ 短期项目或原型验证
学习曲线
Kubernetes 功能强大，但确实有学习曲线：
难度等级：⭐⭐⭐⭐☆
学习时间估算：
- 基础入门：1-2 周
- 日常使用：1-2 个月
- 精通掌握：6-12 个月
但请记住：投入是值得的！Kubernetes 已成为云原生时代的必备技能。
小结
Kubernetes 解决了容器化应用的编排问题，提供了：
- 🔄 自动化运维
- 📈 弹性伸缩
- 🚀 快速部署
- 🛡️ 高可用性
- 💰 成本优化
接下来，让我们了解 Kubernetes 的架构。