2010年,几个搞IT的年轻人,在美国旧金山成立了一家名叫“dotCloud”的公司。
这家公司主要提供基于PaaS的云计算技术服务。具体来说,是和LXC有关的容器技术。
后来,dotCloud公司将自己的容器技术进行了简化和标准化,并命名为——Docker。
Docker技术诞生之后,并没有引起行业的关注。而dotCloud公司,作为一家小型创业企业,在激烈的竞争之下,也步履维艰。
正当他们快要坚持不下去的时候,脑子里蹦出了“开源”的想法。
什么是“开源”?开源,就是开放源代码。也就是将原来内部保密的程序源代码开放给所有人,然后让大家一起参与进来,贡献代码和意见
有的软件是一开始就开源的。也有的软件,是混不下去,创造者又不想放弃,所以选择开源。自己养不活,就吃“百家饭”嘛。
2013年3月,dotCloud公司的创始人之一,Docker之父,28岁的Solomon Hykes正式决定,将Docker项目开源。
越来越多的IT工程师发现了Docker的优点,然后蜂拥而至,加入Docker开源社区。
Docker的人气迅速攀升,速度之快,令人瞠目结舌。
开源当月,Docker 0.1 版本发布。此后的每一个月,Docker都会发布一个版本。到2014年6月9日,Docker 1.0 版本正式发布。
此时的Docker,已经成为行业里人气最火爆的开源技术,没有之一。甚至像Google、微软、Amazon、VMware这样的巨头,都对它青睐有加,表示将全力支持。
Docker火了之后,dotCloud公司干脆把公司名字也改成了Docker Inc. 。
Docker和容器技术为什么会这么火爆?说白了,就是因为它“轻”。
在容器技术之前,业界的网红是虚拟机。虚拟机技术的代表,是VMWare和OpenStack。
相信很多人都用过虚拟机。虚拟机,就是在你的操作系统里面,装一个软件,然后通过这个软件,再模拟一台甚至多台“子电脑”出来
在“子电脑”里,你可以和正常电脑一样运行程序,例如开QQ。如果你愿意,你可以变出好几个“子电脑”,里面都开上QQ。“子电脑”和“子电脑”之间,是相互隔离的,互不影响。
虚拟机属于虚拟化技术。而Docker这样的容器技术,也是虚拟化技术,属于轻量级的虚拟化。
虚拟机虽然可以隔离出很多“子电脑”,但占用空间更大,启动更慢,虚拟机软件可能还要花钱(例如VMWare)。
而容器技术恰好没有这些缺点。它不需要虚拟出整个操作系统,只需要虚拟一个小规模的环境(类似“沙箱”)。
它启动时间很快,几秒钟就能完成。而且,它对资源的利用率很高(一台主机可以同时运行几千个Docker容器)。此外,它占的空间很小,虚拟机一般要几GB到几十GB的空间,而容器只需要MB级甚至KB级。
docker和虚拟机的区别:
特性 | 虚拟机 | 容器 |
隔离级别 | 操作系统级 | 进程级 |
隔离策略 | Hypervisor | CGroups |
系统资源 | 5~15% | 0~5% |
启动时间 | 分钟级别 | 秒级 |
惊险存储 | GB-TB | KB-MB |
集群规模 | 上百 | 上万 |
高可用策略 | 备份、容灾、迁移 | 弹性、负载、动态 |
正因为如此,容器技术受到了热烈的欢迎和追捧,发展迅速。
我们具体来看看Docker。
大家需要注意,Docker本身并不是容器,它是创建容器的工具,是应用容器引擎。
想要搞懂Docker,其实看它的两句口号就行。
第一句,是“Build, Ship and Run”。
也就是,“搭建、发送、运行”,三板斧。
所以,Docker的第二句口号就是:“Build once,Run anywhere(搭建一次,到处能用)”。
Docker技术的三大核心概念,分别是:
- 镜像(Image)
- 容器(Container)
- 仓库(Repository)说白了,这个Docker镜像,是一个特殊的文件系统。它除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外,还包含了一些为运行时准备的一些配置参数(例如环境变量)。镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。
Kubernetes 这个单词来自于希腊语,含义是舵手或领航员。K8S是它的缩写,用“8”字替代了“ubernete”这8个字符。
和Docker不同,K8S的创造者,是众人皆知的行业巨头——Google。
然而,K8S并不是一件全新的发明。它的前身,是Google自己捣鼓了十多年的Borg系统。
K8S是2014年6月由Google公司正式公布出来并宣布开源的。
同年7月,微软、Red Hat、IBM、Docker、CoreOS、 Mesosphere和Saltstack 等公司,相继加入K8S。
之后的一年内,VMware、HP、Intel等公司,也陆续加入。
2015年7月,Google正式加入OpenStack基金会。与此同时,Kuberentes v1.0正式发布。
目前,kubernetes的版本已经发展到V1.13。
K8S的架构,略微有一点复杂,我们简单来看一下。
一个K8S系统,通常称为一个K8S集群(Cluster)。
这个集群主要包括两个部分:
- 一个Master节点(主节点)
- 一群Node节点(计算节点)
- 一看就明白:Master节点主要还是负责管理和控制。Node节点是工作负载节点,里面是具体的容器。
深入来看这两种节点。
首先是Master节点。 - Master节点包括API Server、Scheduler、Controller manager、etcd。
API Server是整个系统的对外接口,供客户端和其它组件调用,相当于“营业厅”。
Scheduler负责对集群内部的资源进行调度,相当于“调度室”。
Controller manager负责管理控制器,相当于“大总管”。
然后是Node节点。 - Node节点包括Docker、kubelet、kube-proxy、Fluentd、kube-dns(可选),还有就是Pod。
Pod是Kubernetes最基本的操作单元。一个Pod代表着集群中运行的一个进程,它内部封装了一个或多个紧密相关的容器。除了Pod之外,K8S还有一个Service的概念,一个Service可以看作一组提供相同服务的Pod的对外访问接口。这段不太好理解,跳过吧。
Docker,不用说了,创建容器的。
Kubelet,主要负责监视指派到它所在Node上的Pod,包括创建、修改、监控、删除等。
Kube-proxy,主要负责为Pod对象提供代理。
Fluentd,主要负责日志收集、存储与查询。
是不是有点懵?唉,三言两语真的很难讲清楚,继续跳过吧。
Docker和K8S都介绍完了,然而文章并没有结束。
接下来的部分,是写给所有通信工程师看的。
从几十年前的1G,到现在的4G,再到将来的5G,移动通信发生了翻天覆地的变化,核心网亦是如此。
但是,如果你仔细洞察这些变化,会发现,所谓的核心网,其实本质上并没有发生改变,无非就是很多的服务器而已。不同的核心网网元,就是不同的服务器,不同的计算节点。
变化的,是这些“服务器”的形态和接口:形态,从机柜单板,变成机柜刀片,从机柜刀片,变成X86通用刀片服务器;接口,从中继线缆,变成网线,从网线,变成光纤。
就算变来变去,还是服务器,是计算节点,是CPU。
既然是服务器,那么就势必会和IT云计算一样,走上虚拟化的道路。毕竟,虚拟化有太多的优势,例如前文所说的低成本、高利用率、充分灵活、动态调度,等等。
前几年,大家以为虚拟机是核心网的终极形态。目前看来,更有可能是容器化。这几年经常说的NFV(网元功能虚拟化),也有可能改口为NFC(网元功能容器化)。
以VoLTE为例,如果按以前2G/3G的方式,那需要大量的专用设备,分别充当EPC和IMS的不同网元。