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博客容器(Kubernetes, Docker)云中的可移植性:云原生和容器

云中的可移植性:云原生和容器

云中的可移植性:云原生和容器

容器或无服务器计算等云原生技术对于在云中构建高度可移植的应用程序至关重要。利用这些技术,您可以设计出更具弹性、可扩展和适应性的应用程序,以适应不断变化的环境。我们可以用一个词来解释这三个优势:便携。

与变得繁琐且几乎无法管理的单体模型不同,云原生微服务架构是模块化的。这种方法让你可以自由地选择合适的工具来完成工作,这种服务可以完成一个特定的功能,并且做得很好。这正是云原生方法的闪光点,因为它为更新和替换单个组件提供了一个有效的过程,而不会影响整个工作负载。以云原生的思维方式进行开发,会带来一种声明式的部署方法:应用程序、支持性软件堆栈和系统配置。

为什么是容器?

将容器视为专为特定任务设计的超轻量级虚拟机。容器也是短暂的--前一分钟还在,后一分钟就消失了。没有持久性。相反,持久性与块存储或主机文件系统中的其他挂载绑定,而不是在容器本身。

容器化的应用程序使它们具有可移植性!我可以给你一个容器镜像,而你可以在不同的操作系统和CPU架构上部署和运行它。由于容器化的应用程序是独立的单元,被打包了所有必要的依赖、库和配置文件,代码不需要在不同的云环境中改变。因此,这里是容器如何导致云原生设计的可移植性。

  • 轻量级虚拟化:容器为运行应用程序提供一个隔离的环境,共享主机操作系统内核,但隔离进程、文件系统和网络资源。
  • 可移植性和一致性:容器将应用程序和它们的依赖关系打包在一起,确保它们在不同的环境中运行一致,从开发到生产。
  • 资源效率高: 容器比虚拟机消耗更少的资源,因为它们隔离进程并共享主机操作系统内核;它们不需要在主机操作系统之上运行一个单独的 "客户 "操作系统的开销。
  • 快速启动和部署:容器启动迅速,因为它们不需要启动一个完整的操作系统,使它们成为快速部署、扩展和恢复场景的理想选择。
  • 不变的基础设施:容器的设计是不可变的,这意味着它们一旦建成就不会改变,这简化了部署、版本和回滚过程,并有助于确保不同环境下的行为一致。

什么时候应该考虑使用集装箱?

容器允许你保持一致性。开发的某些方面将在暂存和生产中被省略;例如,冗长的调试输出。但在整个测试和部署周期中,开发中的代码将保持完整。

容器非常节省资源,而且超级轻便。虽然我们提到过容器类似于虚拟机,但它们可能只有几十兆字节,而不是我们习惯的几千兆字节的巨型(或更小但被浪费的)虚拟机。它们越轻,启动速度就越快,这对于在动态云计算环境中实现弹性和高性能水平扩展非常重要。容器的设计也是不可变的。如果有什么变化,你不需要将新变化嵌入到容器中;你只需拆掉它,然后创建一个新的容器。考虑到这一点,在决定容器是否应成为云原生模型的一部分时,这里还有其他一些考虑因素。

  • 改进部署的一致性:容器将应用程序及其依赖关系打包在一起,确保不同环境下的行为一致,简化部署,并减少配置相关问题的风险。
  • 增强可扩展性:容器通过快速启动新的实例来处理增加的需求,优化资源使用,并提高整体系统性能,从而实现应用程序的快速扩展。
  • 具有成本效益的资源利用:与传统的虚拟机相比,容器消耗的资源更少,允许企业在相同的硬件上运行更多的实例,从而节省云基础设施的成本。
  • 更快的开发和测试周期:容器促进了开发、测试和生产环境之间的无缝过渡,简化了开发过程,加快了新功能和错误修复的发布。
  • 简化应用管理:容器编排平台管理容器化应用程序的部署、扩展和维护,使许多操作任务自动化,并减少IT团队的负担。

容器最佳实践

运行容器的方式有很多种,而且都是互操作的。例如,当从AWS 迁移时,只需将容器镜像重新部署到新环境,然后就可以运行容器和工作负载了。你可以使用不同的工具和引擎来运行容器。它们都有不同的资源利用率和价位。如果您使用Linode(Akamai的云计算服务)托管,您可以使用我们的Linode Kubernetes引擎(LKE)运行您的容器。您还可以在虚拟机上启动PodmanHashiCorp NomadDocker Swarm或Compose。

使用像 LKE 这样的服务时,这些开放标准工具可让您快速完成开发和测试,并带来简化管理的附加价值。Kubernetes 将成为您的控制平面,您可以使用所有旋钮和拨盘,利用基于开放标准构建的工具来协调您的容器。此外,如果您决定使用像AWS Elastic Container Service(ECS)这样的平台原生产品,您需要为不同的利用率付费。

容器的另一个重要部分是了解注册表,注册表用于存储和访问容器映像。我们通常推荐使用Harbor。作为 CNCF 的一个项目,Harbor 允许你运行自己的私有容器注册表,从而控制其安全性。

始终进行测试,并有一个非常深入的回归测试套件,以确保你的代码在性能和安全方面具有最高质量。容器也应该有一个失败的计划。如果一个容器失败了,那重试机制是什么样子的?它是如何被重新启动的?这将会产生什么样的影响?我的应用程序将如何恢复?有状态的数据会在映射的卷上或绑定的挂载上持续存在吗?

以下是使用容器作为云原生开发模式的一部分的一些其他最佳实践。

  • 使用轻量级的基础镜像:从一个轻量级的基础镜像开始,如Alpine Linux或BusyBox,以减少容器的整体尺寸,并最大限度地减少攻击面。
  • 使用容器编排:使用容器协调工具,如KubernetesHashiCorp NomadDocker SwarmApache Mesos,在多个主机上管理和扩展容器。
  • 使用容器注册表:使用容器注册处,如Docker HubGitHub Packages注册处GitLab Container注册处Harbor等,来存储和访问容器镜像。这使得在多个主机和计算环境中共享和部署容器镜像更加容易。
  • 限制集装箱的特权:将容器的权限限制在仅为其预期目的所需的权限。在可能的情况下部署无根容器,以减少容器被破坏时的利用风险。
  • 实施资源约束:设置资源约束,如CPU和内存限制,以防止容器使用过多的资源,影响系统的整体性能。
  • 保持容器的最新状态:用最新的安全补丁和更新保持容器镜像的最新状态,以尽量减少漏洞的风险。
  • 彻底测试容器:在将它们部署到生产中之前,确保它们按预期工作,没有漏洞。在每个阶段用CI管道进行自动化测试,以减少人为错误。
  • 实施容器备份和恢复:为容器交互的持久性数据实施备份和恢复策略,以确保工作负载在发生故障或灾难时能够快速恢复。

注释

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