傳統的基礎設施配置和軟體開發模式很難跟上現代市場的變化，配合市場需求。也因此誕生了講求速度的 DevOps 軟體開發模式。其中，Kubernetes 是不可或缺的重要幫手，讓軟體開發團隊可以更快速、更有效地部署和擴充應用程式，及以更有效率的方式發表新版本。
不過 Kubernetes 到底是什麼呢？怎樣才能使用 Kubernetes 提升開發效率？今天嗨雲要來介紹 Kubernetes 和它的好處吧！
Kubernetes 是什麼？
由 Google 開發的 Kubernetes 是一種可以自動化部屬軟體、擴充和管理容器 (Container) 的開源系統，讓軟體開發的日常運作更加有效率。Kubernetes 一字源自希臘文，意為舵手或領航員，也簡稱為 K8s，而8是 K 和 s 之間字母個數。
Kubernetes 一開始是設計來解決部署容器在不同機台的管理問題。過往手動部署大量容器到不同機器測試，還要同時監控管理測試中的容器。Kubernetes 為此提供了自動化的平台，讓開發人員可以更簡便地管理容器。 Kubernetes 可以做到的事主要有：
- 自動部署多個容器到多個機台
- 自動擴展容器容量以因應服務乘載量的變化
- 自動偵測服務狀態、重新啟動故障的容器
💡 嗨雲小知識：什麼是容器 (Container)？ 容器 (Container) 是一種輕量級的軟體套件，裡面有在任何環境中獨立執行軟體的必要元素（例如：文件、庫、模組、設定檔、環境變數等）。容器技術把必要元素打包起來，讓開發團隊可以快速移動、部署軟體。應用程式在不同的環境中可以用較少的系統資源運作。
Kubernetes 運作介紹
Kubernetes 的架構可以想成一群節點 (Nodes) 部署在一起。Kubernetes 叢集 (Kubernetes Cluster)包含了：
- 節點 (Nodes)
- 控制平面元件 (Control Plane)
節點 (Nodes)
節點 (Nodes) 為工作機器，用來運行容器化的應用程式。通常一個 Kubernetes 叢集至少會有一個節點。一個節點會對應到一台機器，包含實體機（如個人電腦或地端實體機）和雲端上的虛擬機（如EC2 或 Computer Engine）。
節點內則含有 Pods，Pods 是 K8s 中可建立和管理的最小運作單位。一個 Pod 通常包含一個或多個共享儲存和網路資源的容器，並且在同一規則下運作。
控制平面元件 (Control Plane)
控制平面元件像是 Kubernetes 裡的大腦，負責管理整個 K8s 叢集中的元件和資源。同時，控制平面元件監控 Kubernetes 的健康狀態，並協調容器工作負載。 Kubernetes 的控制平面元件中包含了 API 接口、etcd、Controller Manager 和 Scheduler 等重要元件。
使用 Kubernetes 的好處有哪些？
K8s 讓管理容器變得方便而大受歡迎，替企業和開發團隊帶來以下優勢：
- 自動化作業 Kubernetes 內建自動化的指令，可處理繁瑣的應用程式管理工作，並確保應用程式按照預期的方式運行。
- 可擴展性 Kubernetes 也讓上下擴展更容易，Kubernetes 會自動調節 Pods 或 Nodes 來調節應用程式的流量，確保程式可以順利運行。
- 自動偵測 K8s 會自動幫你監測各個運行中的容器的健康狀態，如果偵測到容器故障，K8s 會自動重啟失敗或暫停的容器，讓服務持續運行。
- 部署容易 因為 K8s 輕量級、自動化作業、可同時管理多個容器，讓部署軟體更加方便容易。且 K8s 部署可在任意位置使用。
- 加速開發 Kubernetes 可以應用在微服務 (Microservices) 上，加速軟體或應用程式開發的進程。K8s 中的每個服務獨立運作，可以更動其中一部分而不影響整個系統。
- 提高 APP 執行效率提高 由於 Kubernetes 可以調節執行服務所需的叢集，調度運行應用程式所需要的資源，進而增加執行效率。
Kubernetes vs Docker
Docker 也是用於管理容器的工具，K8s 和 Docker 因而常被放在一起比較。但是這兩個系統各自有不同的定位和功能，並非互相可以取代的關係。使用 Docker 的同時，也可以使用 Kubernetes。
簡單來說，Docker 是用來打包和運行應用程式和依賴項的容器引擎，Kubernetes 則是管理容器的平台系統，負責管理和運維，確保容器能正常提供服務。
託管 Kubernetes
現在各大雲端平台都有提供託管式 Kubernetes 產品，由雲端平台負責部署和管理，相較於自建的 K8s 有更多的便利性和優勢。
託管 Kubernetes 優勢：
- 無須部署和管理基礎設施
- 可擴展性較高
- 可用性較高
- 升級容易
- 高安全性
自建 Kubernetes 優勢：
- 配置靈活
- 控制自由
- 較精準配合需求
一般來說，代管 Kubernetes 可以幫企業節省在 K8s 基礎設施上投入的時間和資源，而自建 K8s 適合使用上需求較為特殊的企業。
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