DockerとKubernetes：技術的なディープダイブ

DockerとKubernetesは、最新のソフトウェア開発と展開のための重要なツールです。 Dockerは、コンテナ化を通じてアプリケーションのパッケージと展開を簡素化しますが、Kubernetesは大規模なコンテナオーケストレーションと管理に使用されます。 DockerとKubernetesを使用すると、アプリケーションのスケーラビリティと管理効率を大幅に改善できます。

導入

DockerとKubernetesは、最新のソフトウェア開発と展開において不可欠なツールになっています。アプリケーションのパッケージングと展開プロセスを簡素化するだけでなく、アプリケーションのスケーラビリティと管理効率も大幅に向上させます。この記事では、DockerとKubernetesのコアコンセプト、それらがどのように機能するか、および実際のアプリケーションでのベストプラクティスに導きます。この記事を読むことで、Dockerコンテナ化されたアプリケーションの使用方法と、大規模なコンテナオーケストレーションと管理にKubernetesを使用する方法を学びます。

基本的な知識のレビュー

DockerとKubernetesのコアはコンテナテクノロジーです。コンテナは、孤立した環境でアプリケーションを実行できる軽量仮想化テクノロジーです。 Dockerは、どこでも実行できるように、アプリとその依存関係をパッケージ化する簡単な方法を提供します。 Kubernetesは、コンテナ化されたアプリケーションを自動的に展開、スケーリング、管理できるオープンソースコンテナオーケストレーションシステムです。

DockerとKubernetesを使用する前に、画像（画像）、コンテナ（コンテナ）、ポッド、サービスなどのいくつかの基本的な概念を理解する必要があります。これらの概念は、DockerとKubernetesを理解して使用するための基礎です。

コアコンセプトまたは関数分析

Dockerの定義と機能

Dockerは、アプリケーションとその依存関係をミラーにパッケージ化することにより、Docker対応の環境で実行できるようにするコンテナ化されたプラットフォームです。 Dockerの利点は、高度な携帯性と一貫性を提供し、アプリケーションの動作が開発環境と生産環境の両方で一貫していることです。

 ＃例：ubuntuからシンプルなDocker画像を作成：最新
apt-get update && apt-get install -y nginxを実行します
cmd ["nginx"、 "-g"、 "daemon off;"]]

このDockerFileは、nginxを含む画像を作成する方法を示しています。これにより、アプリがどこでも同じ方法で実行されることを確認できます。

Kubernetesの定義と機能

Kubernetesは、コンテナ化されたアプリケーションの自動展開、スケーリング、および管理のシステムです。さまざまな抽象化とAPIを提供することにより、大規模なコンテナの管理がより簡単かつ効率的になります。 Kubernetesのコアコンセプトには、POD、サービス、展開などが含まれます。これらの概念は、アプリケーションの管理と拡張に役立ちます。

 ＃例：kubernetes展開構成ファイルapiversion：apps/v1
種類：展開
メタデータ：
  名前：nginx-deployment
仕様：
  レプリカ：3
  セレクタ：
    マッチラベル：
      アプリ：nginx
  テンプレート：
    メタデータ：
      ラベル：
        アプリ：nginx
    仕様：
      コンテナ：
       - 名前：nginx
        画像：Nginx：最新
        ポート：
        -containerport：80

このYAMLファイルは、Nginx-Deploymentという名前の展開を定義し、Nginxを実行する3つのポッドを作成します。

Dockerの仕組み

Dockerの実用的な原則は、次の手順に分けることができます。

1. ミラー構造：dockerfileを介してアプリケーションとその依存関係を定義して、ミラーを構築します。
2. コンテナの実行：鏡からコンテナを起動します。ランニングミラーインスタンス。
3. コンテナ管理：Dockerは、開始、停止、削除など、コンテナのライフサイクルを管理するための一連のコマンドを提供します。

Dockerはユニオンファイルシステムを使用して、画像の階層ストレージを実装します。これにより、画像は共通の層を共有できるため、ストレージスペースを保存します。

Kubernetesの仕組み

Kubernetesの実用的な原則は、次の側面に分けることができます。

1. スケジューリング：Kubernetesは、スケジューラを介してクラスター内のノードにポッドを割り当てます。
2. 管理：Kubernetesは、コントローラーを介したポッドのライフサイクルを管理して、ポッドが予想どおりに実行されるようにします。
3. サービスの発見：Kubernetesは、サービスを通じてサービスの発見と負荷分散機能を提供し、ポッドが相互に通信できるようにします。

Kubernetesは、分散したキー値ストアとしてなどを使用して、クラスター状態での一貫性を確保します。

使用の例

Dockerの基本的な使用

Dockerの基本的な使用法には、構築画像、コンテナの実行、コンテナの管理が含まれます。簡単な例を次に示します。

 ＃イメージdockerビルド-t my -nginxをビルドします。

＃container docker run -d -p 8080：80 my -nginx

＃実行中のコンテナDocker PSを表示します

この例は、nginx画像を構築し、局所的にコンテナを実行する方法を示しています。

Kubernetesの基本的な使用

Kubernetesの基本的な使用法には、展開、サービス、およびポッドの作成が含まれます。簡単な例を次に示します。

 ＃展開を作成します
kubectl apply -f nginx -deployment.yaml

＃サービスを作成します
kubectlは展開nginx-deployment -type = loadbalancer -port = 80を公開します

＃ポッドステータスKubectlを確認してくださいポッドを取得します

この例は、Kubernetesでnginxの展開とサービスを作成する方法を示しています。

高度な使用

Dockerの高度な使用には、マルチステージ構造、Docker Composeなどが含まれます。ここにマルチステージビルドの例があります。

 ＃Golangのマルチステージ構造の例：1.16ビルダーとして
workdir /app
コピー 。 。
cgo_enabled = 0 goos = linux go build -a -installsuffix cgo -oアプリ。

Alpineから：最新
workdir /root /
コピー -  From = Builder /App /App。
cmd ["./App"]

このDockerFileは、マルチステージビルドを使用して画像サイズを縮小する方法を示しています。

Kubernetesの高度な使用には、アプリケーションの展開にヘルムを使用すること、サービスメッシュ管理にISTIOを使用するなどが含まれます。ヘルムを使用してアプリケーションを展開する例を次に示します。

 ＃ヘルムリポジトリの追加安定したhttps://charts.helm.sh/stableを追加します

＃ヘルムをインストールして適用して、mynginx stable/nginx-ingressをインストールします

この例は、ヘルムを使用してNginx Ingressコントローラーをすばやく展開する方法を示しています。

一般的なエラーとデバッグのヒント

DockerおよびKubernetesを使用する場合の一般的なエラーには、画像構築の故障、コンテナの故障、スケジュールのポッドの障害などが含まれます。ここにデバッグのヒントがあります。

• ミラービルドが失敗しました：dockerfileのすべての行を確認して、コマンドが正しいことを確認します。 docker build --no-cache画像を再構築します。
• コンテナを起動できません。コンテナログを表示し、 docker logs <container_id></container_id>を使用してエラー情報を見つけます。
• PODをスケジュールすることはできません：PODのイベントを確認し、 kubectl describe pod <pod_name></pod_name>スケジューリングの障害の理由を見つけます。

パフォーマンスの最適化とベストプラクティス

DockerとKubernetesを使用する場合、パフォーマンスの最適化とベストプラクティスは非常に重要です。ここにいくつかの提案があります：

• ミラーの最適化：マルチステージビルドを使用して画像サイズを削減し、転送とストレージのコストを削減します。
• リソース管理：リソースの無駄と競争を避けるために、Kubernetesのポッドリソース要求と制限を合理的に設定します。
• 監視とロギング：PrometheusとGrafanaを使用してクラスターステータスを監視し、ELKスタックを使用してログを管理し、問題を迅速に発見して解決します。

実際のアプリケーションでは、DockerとKubernetesのパフォーマンスの最適化は、特定のビジネスニーズに応じて調整する必要があります。画像サイズを最適化する例は次のとおりです。

 ＃Golangの画像サイズを最適化する例：1.16ビルダーとして
workdir /app
コピー 。 。
cgo_enabled = 0 goos = linux go build -a -installsuffix cgo -oアプリ。

ゼロから
コピー -  From = Builder /App /App。
cmd ["./App"]

このDockerFileは、 scratchベースイメージとして使用して、画像サイズをさらに縮小します。

要するに、DockerとKubernetesは、最新のアプリケーションの展開と管理のための強力なツールです。コアの概念と実用的な原則について洞察を得ることで、それらをよりよく利用して、アプリケーションの信頼性とスケーラビリティを向上させることができます。実際のアプリケーションでは、継続的な学習と実践がこれらのツールを習得するための鍵です。

以上がDockerとKubernetes：技術的なディープダイブの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。