邮箱登陆嵌入网站,怎样建房,辽宁招标网招标公告,wordpress spaceKubernetes#xff08;常简称为 k8s#xff09;、Docker 和 Docker Registry 是现代云原生应用中三个关键的组件#xff0c;它们各自承担不同的职责#xff0c;但在容器化部署和管理过程中紧密协作。以下是它们之间关系的详细解释#xff1a; 一、核心概念简介
1. Docker…Kubernetes常简称为 k8s、Docker 和 Docker Registry 是现代云原生应用中三个关键的组件它们各自承担不同的职责但在容器化部署和管理过程中紧密协作。以下是它们之间关系的详细解释 一、核心概念简介
1. Docker
定义Docker 是一个开源的容器化平台允许开发者打包应用及其依赖项到一个轻量级、可移植的容器中。主要组件 Docker Engine运行和管理容器的核心引擎。Docker CLI命令行工具用于与 Docker Engine 交互。Docker Compose用于定义和管理多容器 Docker 应用的工具。
2. Docker Registry
定义Docker Registry 是一个存储和分发 Docker 镜像的服务。最常用的公共 Registry 是 Docker Hub此外也可以搭建私有的 Docker Registry。功能 存储镜像保存不同版本的 Docker 镜像。分发镜像允许用户从 Registry 拉取下载镜像或推送上传镜像。 常用类型 公有 Registry如 Docker Hub、Google Container RegistryGCR、Amazon Elastic Container RegistryECR等。私有 Registry组织内部搭建的 Docker Registry用于存储私有镜像通常部署在内部网络中以确保安全性。
3. Kubernetesk8s
定义Kubernetes 是一个开源的容器编排平台用于自动化部署、扩展和管理容器化应用。核心组件 控制平面Control Plane负责整个集群的管理和决策包括 API Server、Scheduler、Controller Manager 等。节点Nodes实际运行容器化应用的工作负载单元包括 Master Node 和 Worker Node。
4. Node
定义在 Kubernetes 中Node 是集群中的一台物理或虚拟机负责运行容器化的应用。每个 Node 都包含运行这些容器所需的服务和组件。类型 Master Node控制节点负责管理和协调集群。运行控制平面组件如 API Server、Scheduler、Controller Manager 等。Worker Node工作节点实际运行应用容器的节点。每个 Worker Node 都运行一些关键组件如 Kubelet、Kube-proxy 以及容器运行时如 Docker。 二、Kubernetes、Docker、Registry 与 Node 的关系
1. 容器化应用的开发与构建
开发者使用 Docker 开发者首先使用 Docker 创建应用的 Dockerfile定义应用的运行环境、依赖和启动命令。通过 Docker CLI 构建 Docker 镜像docker build -t your-image-name:tag .构建完成后将镜像推送到 Docker Registrydocker push your-registry/your-image-name:tag2. Kubernetes 部署与管理
定义 Kubernetes 配置文件 在 Kubernetes 中开发者创建如 Pod、Deployment、Service 等配置文件指定使用的 Docker 镜像。例如一个简单的 Deployment 配置apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: my-app
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: my-apptemplate:metadata:labels:app: my-appspec:containers:- name: my-app-containerimage: your-registry/your-image-name:tagports:- containerPort: 80应用配置kubectl apply -f your-deployment.yamlKubernetes 调度 Pod Scheduler 根据资源需求、亲和性等策略将 Pod 调度到合适的 Worker Node 上。Kubelet 运行在每个 Worker Node 上负责与 Docker Engine或其他容器运行时通信拉取镜像并启动容器。
3. Node 在 Kubernetes 中的角色 Worker Node 组件 Kubelet每个 Worker Node 上的主要代理确保 Pod 规范中的容器按预期运行。Kube-proxy负责节点上的网络代理和负载均衡。容器运行时例如 Docker实际运行和管理容器。 Workflow 拉取镜像 Kubelet 指示 Docker 从 Docker Registry 拉取所需的镜像。例如Docker Engine 在 Worker Node 上执行docker pull your-registry/your-image-name:tag启动容器 Docker 启动容器并根据 Kubernetes 的配置管理容器的生命周期。 资源管理和监控 Kubelet 监控容器的运行状态报告给控制平面确保 Pod 的稳定运行。 网络和服务发现 Kube-proxy 处理节点上的网络流量确保服务请求能够正确路由到相应的容器。
4. Docker Registry 和 Node 的交互 镜像存储与分发 Docker Registry 作为镜像的存储中心Worker Node 通过 Docker Engine 从 Registry 拉取所需的镜像。私有 Registry 提供更高的安全性和控制适用于内部应用和敏感数据。 认证与权限管理 如果使用私有 RegistryWorker Node 需要相应的凭证来拉取镜像。这通常通过在 Kubernetes 中配置 ImagePull Secrets 实现。kubectl create secret docker-registry my-registry-secret \--docker-serveryour-registry \--docker-usernameyour-username \--docker-passwordyour-password \--docker-emailyour-email在 Pod 配置中引用 Secretspec:containers:- name: my-app-containerimage: your-registry/your-image-name:tagimagePullSecrets:- name: my-registry-secret三、具体关系示意
-------------------- Push ---------------------
| Dockerfile (Code) | ------------------------ | Docker Engine |
-------------------- ---------------------|| Buildsv-------------------------------| Docker Registry || (e.g., Docker Hub, Private Reg)|-------------------------------|| Kubernetes pullsv----------------------------------------------| Kubernetes || (Control Plane and Worker Nodes) |----------------------------------------------| || |---------------------------------- ----------------------------------| |v v
--------------------- Uses Docker Engine ---------------------
| Worker Node 1 | ------------------------------------------------------ | Widget-Server Pod |
| - Kubelet | | - Runs containers |
| - Kube-proxy | | - Managed by K8s |
| - Docker Engine | ---------------------
---------------------四、关键互动流程
1. 构建与推送镜像
编写 Dockerfile定义应用的构建步骤和运行环境。构建镜像docker build -t your-registry/your-image-name:tag .推送镜像到 Registrydocker push your-registry/your-image-name:tag2. 在 Kubernetes 中部署应用
定义 Kubernetes 配置文件如 Deployment、Service 等指定使用的 Docker 镜像。应用配置kubectl apply -f your-deployment.yamlKubernetes 调度 Pod Scheduler 将 Pod 分配到合适的 Worker Node。Kubelet 在 Worker Node 上拉取镜像并启动容器。 运行与管理 Kubernetes 监控容器的运行状态进行必要的重启、扩展或滚动更新。
3. 镜像更新与滚动更新
更新应用代码修改 Dockerfile。重新构建并推送新的镜像docker build -t your-registry/your-image-name:new-tag .
docker push your-registry/your-image-name:new-tag更新 Kubernetes 配置指向新的镜像标签image: your-registry/your-image-name:new-tag应用更新kubectl apply -f your-deployment.yamlKubernetes 执行滚动更新逐步替换旧版本的容器为新版本确保服务的持续可用性。 五、Node 的详细角色与关系
1. Master Node控制节点 功能 API ServerKubernetes 的前端所有 REST 操作都通过它进行。Scheduler负责将 Pod 调度到合适的 Worker Node。Controller Manager管理控制器确保集群的期望状态与实际状态一致。etcd分布式键值存储保存集群的所有数据。 与 Docker 和 Registry 的关系 Master Node 本身不直接运行应用容器但负责调度 Pod 到 Worker Node间接影响 Docker Engine 的操作。通过控制平面组件Master Node 确保 Worker Node 能够从 Docker Registry 拉取正确的镜像并运行容器。
2. Worker Node工作节点 功能 运行 Pod实际承载和运行容器化的应用。Kubelet与 Master Node 通信接收任务并管理容器生命周期。Kube-proxy处理网络代理和负载均衡确保服务的网络访问。容器运行时如 Docker负责实际拉取镜像、创建和管理容器。 与 Docker 和 Registry 的关系 Docker Engine在 Worker Node 上运行负责从 Docker Registry 拉取镜像并启动容器。镜像拉取 Kubelet 向 Docker Engine 发送拉取镜像的请求Docker Engine 从指定的 Registry 下载镜像。如果是私有 Registry需要相应的认证凭证如 ImagePull Secrets。 安全与隔离 Worker Node 使用网络策略和安全组来隔离和保护运行中的容器。通过 Kubernetes 的角色和权限管理确保只有授权的 Pod 能够访问特定的资源。
3. 容器与 Node 的交互 资源管理 Kubernetes 根据 Pod 的资源需求如 CPU、内存将其调度到具备足够资源的 Worker Node。Docker Engine 在 Node 上分配资源确保容器按需运行。 扩展与自愈 Kubernetes 可以根据需求自动扩展 Pod 数量将其分配到不同的 Worker Node。当容器或 Node 出现故障时Kubernetes 会重新调度 Pod 到健康的 Node 上。 六、实战示例
假设您有一个私有 Docker RegistryIP 为 192.168.0.180:5000并且 Kubernetes 集群由一个 Master Node 和多个 Worker Node 组成。
1. 构建并推送镜像到私有 Registry
# 在开发机上
docker build -t 192.168.0.180:5000/my-app:v1.0 .
docker push 192.168.0.180:5000/my-app:v1.02. 配置 Kubernetes 使用私有 Registry
kubectl create secret docker-registry my-registry-secret \--docker-server192.168.0.180:5000 \--docker-usernamemy-username \--docker-passwordmy-password \--docker-emailmy-emailexample.com3. 部署应用到 Kubernetes 集群
Deployment 配置文件deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: my-app-deployment
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: my-apptemplate:metadata:labels:app: my-appspec:containers:- name: my-app-containerimage: 192.168.0.180:5000/my-app:v1.0ports:- containerPort: 80imagePullSecrets:- name: my-registry-secret应用配置
kubectl apply -f deployment.yaml4. Kubernetes 调度与运行
调度 PodScheduler 将 my-app-deployment 的 Pod 分配到 Worker Node 上。拉取镜像Worker Node 上的 Docker Engine 从 192.168.0.180:5000 拉取 my-app:v1.0 镜像。启动容器Docker Engine 启动容器Kubelet 监控容器状态。 七、总结
Docker 是容器化应用的基础设施负责构建和运行容器。Docker Registry 作为镜像存储和分发中心连接开发过程与运行环境支持镜像的共享和版本管理。Kubernetes 提供了强大的容器编排功能通过调度和管理容器化应用实现自动化部署、扩展和自愈。Node 是 Kubernetes 集群中的工作负载执行单元运行实际的容器化应用。每个 Worker Node 上运行 Docker Engine或其他容器运行时负责从 Registry 拉取镜像并启动容器。
理解 Kubernetes 中 Node 的角色及其与 Docker 和 Registry 的互动是有效管理和优化容器化应用的关键。通过协调使用这三者您可以构建高效、可扩展和可靠的现代应用架构。
