Kubernetes中有很多重要的概念，但理解這些設(shè)計(jì)模式是最重要的:

為了幫助您理解，受GoF設(shè)計(jì)模式的啟發(fā)，下面將模式組織為以下幾個(gè)類(lèi)別。

基礎(chǔ)模式 - Foundational patterns

這些模式代表了容器化應(yīng)用程序必須遵守的原則和最佳實(shí)踐，以便成為優(yōu)秀的云原生公民。無(wú)論應(yīng)用程序的性質(zhì)如何，您都應(yīng)該遵循以下指導(dǎo)原則。遵循這些原則將有助于確保您的應(yīng)用程序適合于Kubernetes上的自動(dòng)化。

探針檢查模式

運(yùn)行狀況探測(cè)要求每個(gè)容器都應(yīng)該實(shí)現(xiàn)特定的api，以幫助平臺(tái)以盡可能健康的方式觀察和管理應(yīng)用程序。為了實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，本地云應(yīng)用程序必須具有高度可觀察性，允許推斷其狀態(tài)，以便Kubernetes能夠檢測(cè)應(yīng)用程序是否已啟動(dòng)并準(zhǔn)備好為請(qǐng)求提供服務(wù)。這些觀察結(jié)果會(huì)影響Pods的生命周期管理以及何時(shí)將應(yīng)用程序?qū)ν馓峁┓?wù)。

聲明式需求模式

可聲明的需求解釋了為什么每個(gè)容器都應(yīng)該聲明其資源概要文件，并將其限制在指定的資源需求中。成功的應(yīng)用程序部署、管理和在共享云環(huán)境上共存的基礎(chǔ)依賴(lài)于識(shí)別和聲明應(yīng)用程序的資源需求和運(yùn)行時(shí)依賴(lài)關(guān)系。此模式描述您應(yīng)該如何聲明應(yīng)用程序需求，無(wú)論它們是運(yùn)行時(shí)強(qiáng)依賴(lài)項(xiàng)還是資源需求。聲明您的需求對(duì)于Kubernetes在集群中為您的應(yīng)用程序找到合適的位置至關(guān)重要。

自動(dòng)放置模式

自動(dòng)放置解釋了如何影響多節(jié)點(diǎn)集群中的工作負(fù)載分布。放置是Kubernetes調(diào)度程序的核心功能，用于將新的pod分配給滿(mǎn)足容器資源請(qǐng)求和執(zhí)行調(diào)度策略的節(jié)點(diǎn)。該模式描述了Kubernetes調(diào)度算法的原理以及如何從外部影響內(nèi)部調(diào)度決策。

結(jié)構(gòu)化模式 - Structural patterns

擁有良好的云原生容器是第一步，但還不夠。下一步是重用容器并將它們組合到Pod中，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果。這個(gè)類(lèi)別中的模式關(guān)注于在Pod中構(gòu)造和組織容器，以滿(mǎn)足不同的用例。為了影響Pod中的容器導(dǎo)致產(chǎn)生了這些模式。

初始化容器設(shè)計(jì)模式 - Init Container

Init容器為與初始化相關(guān)的任務(wù)和主應(yīng)用程序容器引入了一個(gè)單獨(dú)的生命周期。Init容器通過(guò)與初始化相關(guān)的任務(wù)提供與主應(yīng)用程序容器不同的獨(dú)立生命周期，最終實(shí)現(xiàn)了關(guān)注點(diǎn)的分離。該模式引入了一個(gè)基本的Kubernetes概念，當(dāng)需要初始化邏輯時(shí)，都可以使用這個(gè)設(shè)計(jì)模式。

邊車(chē)模式 - Sidecar

Sidecar描述了如何在不更改現(xiàn)有容器的情況下擴(kuò)展和增強(qiáng)其功能。該模式是一種基本的容器模式，允許單一用途的容器緊密合作。

行為模式 - Behavioral patterns

這些模式描述了管理平臺(tái)確保了Pods的生命周期。根據(jù)工作負(fù)載的類(lèi)型，Pod可以作為批處理作業(yè)運(yùn)行到完成為止，或者被安排定期運(yùn)行。它也可以作為守護(hù)進(jìn)程服務(wù)或單例運(yùn)行。選擇正確的生命周期管理原語(yǔ)將幫助您以所需的方式運(yùn)行Pod。

批處理作業(yè)模式

Batch Job描述如何運(yùn)行獨(dú)立的原子工作單元直到完成。此模式適合于在分布式環(huán)境中管理孤立的原子工作單元。

有狀態(tài)服務(wù)模式

StatefulSet描述如何使用Kubernetes創(chuàng)建和管理分布式有狀態(tài)應(yīng)用程序。這類(lèi)應(yīng)用程序需要諸如持久標(biāo)識(shí)、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和序數(shù)等特性。StatefulSet原語(yǔ)為這些構(gòu)建提供了強(qiáng)有力的保證，非常適合管理有狀態(tài)應(yīng)用程序。

服務(wù)發(fā)現(xiàn)模式

服務(wù)發(fā)現(xiàn)解釋了客戶(hù)機(jī)如何訪(fǎng)問(wèn)和發(fā)現(xiàn)提供應(yīng)用程序服務(wù)的實(shí)例。為此，Kubernetes提供了多種機(jī)制，這取決于服務(wù)使用者和生產(chǎn)者是位于集群上還是集群外。

高層設(shè)計(jì)模式 - Higher-leve

這個(gè)類(lèi)別中的模式更復(fù)雜，代表更高級(jí)別的應(yīng)用程序管理模式。這里的一些模式(如Controller)是永恒的，Kubernetes本身就是建立在它們之上的。

控制器模式

Controller是一種模式，它主動(dòng)監(jiān)視和維護(hù)一組處于所需狀態(tài)的Kubernetes資源。Kubernetes的核心本身由一系列控制器組成，這些控制器定期監(jiān)視并協(xié)調(diào)應(yīng)用程序的當(dāng)前狀態(tài)與聲明的目標(biāo)狀態(tài)。此模式描述了如何利用這個(gè)核心概念為我們自己的應(yīng)用程序擴(kuò)展平臺(tái)。

Operator模式

Operator是一個(gè)控制器，它使用CustomResourceDefinitions將特定應(yīng)用程序的操作知識(shí)封裝為特定結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化形式。Operator模式允許我們擴(kuò)展控制器模式以獲得更大的靈活性和表現(xiàn)力。Kubernetes的Operator越來(lái)越多，這種模式正成為操作復(fù)雜分布式系統(tǒng)的主要形式。

總結(jié)

如今，Kubernetes是最受歡迎的容器編排平臺(tái)。它是由前沿軟件公司共同開(kāi)發(fā)和支持的，并由所有主要的云提供商作為服務(wù)提供。Kubernetes支持Linux和Windows系統(tǒng)，以及所有主要的編程語(yǔ)言。這個(gè)平臺(tái)還可以編排和自動(dòng)化無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)的應(yīng)用程序、批處理作業(yè)、定期任務(wù)和無(wú)狀態(tài)服務(wù)工作負(fù)載。這里描述的模式是Kubernetes提供的更廣泛模式中最常用的模式，如下所示。

Kubernetes是應(yīng)用程序可移植層、也是云上每個(gè)應(yīng)用程序的共同基礎(chǔ)設(shè)施。如果你是一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)人員或架構(gòu)師，Kubernetes很可能會(huì)以這樣或那樣的形式成為你生活的一部分。學(xué)習(xí)這里描述的Kubernetes模式將改變您對(duì)這個(gè)平臺(tái)的看法。我相信Kubernetes和由此產(chǎn)生的概念將成為面向?qū)ο缶幊谈拍畹幕A(chǔ)。

這里的模式是用于容器編排的GoF設(shè)計(jì)模式。閱讀這篇文章一定不是結(jié)束，而是你Kubernetes之旅的開(kāi)始。