开篇词 打通“容器技术”的任督二脉

你好,我是张磊,Kubernetes社区的一位资深成员和项目维护者。

2012年,我还在浙大读书的时候,就有幸组建了一个云计算与PaaS基础设施相关的科研团队,就这样,我从早期的Cloud Foundry社区开始,正式与容器结缘。

这几年里,我大多数时间都在Kubernetes项目里从事上游技术工作,也得以作为一名从业者和社区成员的身份,参与和亲历了容器技术从“初出茅庐”到“尘埃落定”的全过程。

而即使从2013年Docker项目发布开始算起,这次变革也不过短短5年时间,可在现如今的技术圈儿里,不懂容器,没听过Kubernetes,你还真不好意思跟人打招呼。

容器技术这样一个新生事物,完全重塑了整个云计算市场的形态。它不仅催生出了一批年轻有为的容器技术人,更培育出了一个具有相当规模的开源基础设施技术市场。

在这个市场里,不仅有Google、Microsoft等技术巨擘们厮杀至今,更有无数的国内外创业公司前仆后继。而在国内,甚至连以前对开源基础设施领域涉足不多的BAT、蚂蚁、滴滴这样的巨头们,也都从AI、云计算、微服务、基础设施等维度多管齐下,争相把容器和Kubernetes项目树立为战略重心之一。

就在这场因“容器”而起的技术变革中,Kubernetes项目已然成为容器技术的事实标准,重新定义了基础设施领域对应用编排与管理的种种可能。

2014年后,我开始以远程的方式,全职在Kubernetes和Kata Containers社区从事上游开发工作,先后发起了容器镜像亲密性调度、基于等价类的调度优化等多个核心特性,参与了容器运行时接口、安全容器沙盒等多个基础特性的设计和研发。还有幸作为主要的研发人员和维护者之一,亲历了Serverless Container概念的诞生与崛起。

在2015年,我发起和组织撰写了《Docker容器与容器云》一书,希望帮助更多的人利用容器解决实际场景中的问题。时至今日,这本书的第2版也已经出版快2年了,受到了广大容器技术读者们的好评。

2018年,我又赴西雅图,在微软研究院(MSR)云计算与存储研究组,专门从事基于Kubernetes的深度学习基础设施相关的研究工作。

我与容器打交道的这些年,一直在与关注容器生态的工程师们交流,并经常探讨容器在落地过程中遇到的问题。从这些交流中,我发现总有很多相似的问题被反复提及,比如:

  1. 为什么容器里只能跑“一个进程”?
  2. 为什么我原先一直在用的某个JVM参数,在容器里就不好使了?
  3. 为什么Kubernetes就不能固定IP地址?容器网络连不通又该如何去Debug?
  4. Kubernetes中StatefulSet和Operator到底什么区别?PV和PVC这些概念又该怎么用?

这些问题乍一看与我们平常的认知非常矛盾,但它们的答案和原理却并不复杂。不过很遗憾,对于刚刚开始学习容器的技术人员来说,它们却很难用一两句话就能解释清楚。

究其原因在于,从过去以物理机和虚拟机为主体的开发运维环境,向以容器为核心的基础设施的转变过程,并不是一次温和的改革,而是涵盖了对网络、存储、调度、操作系统、分布式原理等各个方面的容器化理解和改造。

这就导致了很多初学者,对于容器技术栈表现出来的这些难题,要么知识储备不足,要么杂乱无章、无法形成体系。这,也是很多初次参与PaaS项目的从业者们共同面临的一个困境。

其实,容器技术体系看似纷乱繁杂,却存在着很多可以“牵一发而动全身”的主线。比如,Linux的进程模型对于容器本身的重要意义;或者,“控制器”模式对整个Kubernetes项目提纲挈领的作用。

但是,这些关于Linux内核、分布式系统、网络、存储等方方面面的积累,并不会在Docker或者Kubernetes的文档中交代清楚。可偏偏就是它们,才是真正掌握容器技术体系的精髓所在,是每一位技术从业者需要悉心修炼的“内功”。

而这,也正是我开设这个专栏的初衷。

我希望借由这个专栏,给你讲清楚容器背后的这些技术本质与设计思想,并结合着对核心特性的剖析与实践,加深你对容器技术的理解。为此,我把专栏划分成了4大模块:

  1. “白话”容器技术基础: 我希望用饶有趣味的解说,给你梳理容器技术生态的发展脉络,用最通俗易懂的语言描述容器底层技术的实现方式,让你知其然,也知其所以然。
  2. Kubernetes集群的搭建与实践: Kubernetes集群号称“非常复杂”,但是如果明白了其中的架构和原理,选择了正确的工具和方法,它的搭建却也可以“一键安装”,它的应用部署也可以浅显易懂。
  3. 容器编排与Kubernetes核心特性剖析: 这是这个专栏最重要的内容。“编排”永远都是容器云项目的灵魂所在,也是Kubernetes社区持久生命力的源泉。在这一模块,我会从分布式系统设计的视角出发,抽象和归纳出这些特性中体现出来的普遍方法,然后带着这些指导思想去逐一阐述Kubernetes项目关于编排、调度和作业管理的各项核心特性。“不识庐山真面目,只缘身在此山中”,希望这样一个与众不同的角度,能够给你以全新的启发。
  4. Kubernetes开源社区与生态:“开源生态”永远都是容器技术和Kubernetes项目成功的关键。在这个模块,我会和你一起探讨,容器社区在开源软件工程指导下的演进之路;带你思考,如何同团队一起平衡内外部需求,让自己逐渐成为社区中不可或缺的一员。

我希望通过这些对容器与Kubernetes项目的逐层剖析,能够让你面对容器化浪潮时不再踌躇无措,有一种拨云见日的酣畅淋漓。

最后,我想再和你分享一个故事。

2015年我在InfoQ举办的第一届容器技术大会上,结识了当时CoreOS的布道师Kelsey Hightower,他热情地和大家一起安装和体验微信,谈笑风生间,还时不时地安利一番自家产品。

但两年后也就是2017年,Kelsey已经是全世界容器圈儿的意见领袖,是Google公司Kubernetes项目的首席布道师,而他的座右铭也变为了“只布道,不推销”。此时,就算你漂洋过海想要亲自拜会Kelsey ,恐怕也得先预约下时间了。

诚然,Kelsey 的“一夜成名”,与他的勤奋和天赋密不可分,但他对这次“容器”变革走向的准确把握却也是功不可没。这也正应了一句名言:一个人的命运啊,当然要靠自我奋斗,但是也要考虑到历史的行程。

眼下,你我可能已经错过了互联网技术大爆炸的时代,也没有在数字货币早期的狂热里分到一杯羹。可就在此时此刻,在沉寂了多年的云计算与基础设施领域,一次以“容器”为名的历史变革,正呼之欲出。这一次,我们又有什么理由作壁上观呢?

如果你也想登上“容器”这趟高速前进的列车,我相信这个专栏,可以帮助你打通学习容器技术的“任督二脉”。在专栏开始,我首先为你准备了4篇预习文章,详细地梳理了容器技术自兴起到现在的发展历程,同时也回答了“Kubernetes为什么会赢”这个重要的问题,算是我额外为你准备的一份开学礼物吧。

机会总是留给有准备的人,现在就让我们一起开启这次充满挑战的容器之旅!

精选留言(15)
  • arcTanh 👍(57) 💬(2)

    竟然让我这个半瓶子算法工程师听的热血沸腾啊

    2018-08-28

  • Twilight26 👍(52) 💬(1)

    今天刚用二进制文件的方式,搭建了一套完整的k8s集群,虽然搭建成功了,但是对里面参数还是不是很清楚,所以还需要好好深入学习一下,希望这个课程能带给我大的收获!

    2018-08-27

  • @特 👍(36) 💬(1)

    我主要涉及到openshift的运维工作,而openshift是基于k8s的一套完整的devops解决方案。我在使用openshift的过程中发现容器化对于无状态的服务确实非常友好,但是对于需要存储的和需要固定ip的服务非常不友好。比如zk集群,MySQL的MGR集群,ES集群等等。部署难度和运维难度都非常高。而statefulsets并没有想象中的好用

    2018-08-28

  • 赵冬晨 👍(24) 💬(1)

    从接触市面上大部分web容器(tomcat.glassfish.weblogic.websphere.jetty等等),就觉得切换环境部署太费劲了,尤其是要跑兼容性就需要安装不同版本,太难受了…后来接触到了docker,绝对好牛逼啊,真是超级方便,再后来手里服务器多了就接触到了kubernetes,觉得这个更牛逼啊,超舒服,得好好学学,这趟车我上了,滴,滴滴

    2018-08-29

  • 👍(20) 💬(1)

    您提到: kubernetes更关注容器与编排,在资源管理方面优势不大。但正确的姿势,是用好kubernetes 可扩展能力,让它跟yarn等一起都发挥出真正的实力。国内阿里和蚂蚁在这一块走得不错。 强烈跪求讲一下如何弥补k8s的资源管理缺点,与yarn结合 这方面的知识与经验阿!!!

    2018-09-08

  • 付盼星 👍(17) 💬(1)

    k8s和yarn到底是相互如何配合呢,最近看yarn,容器化进程目前还是实验特性,官方在未来计划中说,为了做到暂停机会容器而不是杀死机会容器以最大化资源利用,需要用到容器技术,就是最常见的pause功能,让我在思考,到底k8s的强项是资源调度还是应用编排呢,如果两个共同协作,到底利用了各自哪些优势之处解决了哪些问题。

    2018-08-28

  • joy 👍(11) 💬(1)

    磊哥,远程全职在社区工作还有工资?工资比日常在公司上班挣得多?

    2018-09-07

  • jerryduren 👍(9) 💬(1)

    听了前面的觉得上瘾了,期待更新快一点. 另外希望听到虚拟机容器,裸机容器,虚拟机容器三者间优劣势系统的对比分析方面的内容

    2018-09-04

  • cxyfreedom 👍(8) 💬(1)

    搭建环境太痛苦了,还不容易集群搭建成功了,部署插件又出问题,有时候找各种别人的方法还无效

    2018-08-29

  • loda 👍(6) 💬(2)

    想咨询下kubeadm适合生产环境安装集群么

    2018-09-07

  • tokey 👍(3) 💬(1)

    老师您好!我想问下我们现在公司在搭建发布系统,gitlab-ci 里的 docker 镜像和 gitlab runner 所在的 docker 容器不是一个是么?

    2019-08-19

  • 杜鹏 👍(3) 💬(1)

    请问后期的课程会介绍k8s和yarn结合的案例吗?能否先给一些资料熟悉一下?现在项目中需要用到k8s的资源管理,总的来说是怎么省钱。

    2018-09-19

  • 陈泰成 👍(1) 💬(1)

    上车!!!

    2018-10-06

  • 四哥 👍(1) 💬(1)

    张老师你好,我是初学者,请教你所在社区的网址是什么,我可以上去学习学习😊

    2018-09-22

  • x 👍(0) 💬(1)

    加油,希望学完之后对容器技术加深理解

    2022-07-22