Kubernetes转10：它如何在过去十年中指导云本地计算 - 接下来是什么

如果从技术领域中移除Linux、云、容器或Kubernetes，你会发现自己身处一个几乎无法辨认的世界。Linux是所有这些技术的基础；云为我们提供了访问其庞大资源和应用的能力；容器为这些应用提供了家园；而Kubernetes则保持所有容器的和谐。拿走其中任何一个，我们都会被推回到一个更加原始的技术时代。

Kubernetes尤其在过去十年中极大地重塑了云原生计算的世界。庆祝其十周年，Kubernetes是开源协作和创新力量的闪耀典范。从其在谷歌的诞生到成为容器编排的首选标准，它彻底改变了我们部署、管理和扩展应用的方式。

你不必只相信我的话。Pure Storage最近的2024年Kubernetes专家之声报告发现，“在未来五年，80%的新应用将构建在云原生平台上。”我个人对此感到惊讶，这个数字居然没有更高。

Kubernetes对计算的影响

Kubernetes从根本上改变了我们处理计算的方式。正如Isovalent的首席开源官Liz Rice，一家基于eBPF的网络、安全和可观测性公司，向我解释，Kubernetes改变了我们对网络和安全的方法：

Kubernetes本质上是动态的。Pod可以根据需求上下扩展，工作负载可以在不同机器上调度和重新调度。因此，尽管Kubernetes工作负载之间的网络使用IP数据包，但IP地址仅在短期内有意义，因为它们会被不同工作负载在不同时间重复使用。这意味着基于端口和IP地址识别流量的传统网络和安全工具已不足以应对。我们需要工具将临时的IP地址映射到有意义的Kubernetes身份，如Pod、服务、命名空间和节点。

让我们回顾过去十年，看看Kubernetes的起点，它如何塑造了云原生格局，以及未来可能的发展。

Kubernetes的起源

Kubernetes的故事始于2010年代初的谷歌，当时工程师们在应对管理大规模容器化应用的挑战。容器变得越来越重要，亟需一个管理解决方案。

在谷歌内部，组织容器的重要性早已被理解。谷歌早在Docker普及容器之前就已使用容器。当谷歌工程师Craig McLuckie、Joe Beda和Brendan Burns在2013年向时任谷歌技术基础设施负责人的Urs Hölzle提出这个想法时，他回应道：“让我搞清楚。你们想构建一个外部版本的Borg任务调度器，我们最重要的竞争优势之一。我们甚至不在外部讨论的那个。而且，你们还想开源它？”

是的，这正是他们想要的。最终，他们说服了Hölzle这是一个正确的决定。

McLuckie解释了他们的理由：

我们始终相信开源Kubernetes是正确的选择，为项目带来了诸多好处。首先，反馈循环几乎是即时的——如果有问题或某些功能不够完善，我们立刻就能知道。但最重要的是，我们能够与许多优秀的工程师合作，他们真正理解需要部署容器的企业的需求。这是一个良性循环：优秀工程师的工作带来了对项目的更多兴趣，进一步加速了改进和使用的速度。

2014年6月初，在首届DockerCon上，“容器编排之战”被点燃。Apache Mesos、Red Hat的GearD、Docker Libswarm、Facebook的Tupperware和Kubernetes相继发布。时任Drone.io创始人的Brad Rydzewski指出：“我在#dockercon学到的：每个人都在构建自己的编排平台。真的。每个人。”

他没有说错。更多编排程序很快跟进。

即便在早期，我也相信Kubernetes会脱颖而出。它受到谷歌自2003年以来使用的Borg容器管理程序的启发，拥有其他平台缺乏的成熟度。

Kubernetes迅速获得关注。其名称“Kubernetes”来自希腊语“舵手”或“领航员”，象征其在引导容器化应用中的角色。Kubernetes的标志，一个七辐船舵，向其Borg传承及其最初名称Seven of Nine致敬——这是《星际迷航》中一个友好的Borg，因商标原因被放弃。

快速采用与社区增长

Kubernetes的开源特性和强大功能使其立即受到开发者和企业的欢迎。到2015年，Kubernetes达到1.0版本，谷歌与Linux基金会合作成立了云原生计算基金会（CNCF），以Kubernetes为核心技术。这一举措在Kubernetes周围培养了一个充满活力的社区，促进了快速创新和广泛采用。

虽然其他容器编排程序仍然存在，但2017年，亚马逊网络服务（AWS）宣布推出Elastic Container Service for Kubernetes（EKS），标志着Kubernetes在云原生世界的统治地位。

与此同时，CNCF培育了Kubernetes生态系统。如今，数百个云原生程序依赖Kubernetes。没有哪家主要云提供商不使用它。它已成为首选的容器编排平台。

变革云原生开发

Kubernetes对云原生开发的冲击不可低估。它引入了一种新的部署和管理应用的范式，让开发者专注于编写代码而非管理基础设施。Kubernetes抽象了容器编排的复杂性，提供了自动部署和回滚、自愈和水平扩展等功能。

Kubernetes的另一个显著优势是其可移植性。部署在Kubernetes上的应用可以在任何云提供商或本地基础设施上运行，使其成为混合云和多云环境的理想选择。这种灵活性对企业来说是一个游戏规则改变者，使它们能够避免供应商锁定并优化云策略。

多年来，Kubernetes还催生了一个丰富的工具和项目生态系统，扩展了其功能。这些包括Helm，Kubernetes的包管理器，简化了应用的部署和管理；以及Prometheus，Kubernetes环境的强大监控和警报工具。

Kubernetes的崛起还催生了GitOps等新范式，利用Git作为声明式基础设施和应用管理的单一真相来源。

Kubernetes的未来

展望未来，Kubernetes没有放缓的迹象。该平台持续发展，定期添加新功能和增强。Kubernetes社区正在探索简化用户体验、提高安全性和增强可扩展性的方法。

Chainguard联合创始人、Kubernetes的创造者之一Ville Aikas观察到：

我们拥有一个蓬勃发展的CNCF生态系统，这在为平台团队提供多样化的工具和基础设施选择方面是一件美妙的事情。但我也认为这带来了许多需要为运行Kubernetes做出的选择——这个生态系统已经变得非常庞大。我一直觉得Kubernetes之所以如此受欢迎，其核心原因之一是其应用编程接口（API）非常简单，使用它的认知负担相对较低。随着Kubernetes的持续成熟，它需要以某种方式保持其心智模型的简单性和API的易用性。

平衡Kubernetes和云原生编程范式变得越来越复杂。

Groundcover的首席执行官兼联合创始人Shahar Azulay，一家基于eBPF的性能监控公司，指出：

Kubernetes已证明其有效管理多样化任务的能力，但其复杂性需要大量的设置和持续维护。类似于Linux发展成为可靠的操作系统，我预期Kubernetes将转变为一个更用户友好的抽象层。随着Kubernetes采用持续增长十年，效率和成本优化的需求变得越来越关键。

展望未来，Isovalent的Rice补充道：

我们已经看到Kubernetes在混合环境和传统工作负载以及边缘设备中被使用。Cilium的愿景是，应用开发者无需知道或关心他们想要交互的服务运行在哪里：连接性和安全性都应在平台层处理。

另一个令人兴奋的发展是Kubernetes与无服务器计算的整合。Kubeless和Fission等项目将无服务器功能带入Kubernetes，使开发者能够在现有Kubernetes集群上构建和部署函数即服务（FaaS）。无服务器与Kubernetes的融合有望为云原生应用开启新的可能性。

边缘计算与Kubernetes也在携手成长。随着更多设备和应用移向边缘，Kubernetes正在被调整以支持边缘部署。Kubernetes社区正在开发KubeEdge、MicroK8s和Red Hat Device Edge等项目，以实现可在边缘设备上运行的轻量级、高效Kubernetes集群。

Kubernetes的未来一片光明。凭借持续的创新和蓬勃的生态系统，Kubernetes将在未来几年继续塑造云原生格局。祝Kubernetes再创新十年，充满创新、协作和容器编排的卓越表现。