K8s弃用Docker的背景与动因

Docker在过去几年无疑是容器化技术的代名词。它使得开发者能够以更简单的方式将应用打包、部署,并在不同环境之间轻松迁移。在Kubernetes(K8s)等容器编排工具的发展过程中,Docker逐渐被认为不再是唯一或最佳的容器运行时。2020年,Kubernetes宣布将逐步弃用Docker作为容器运行时,这一决定让很多人感到震惊,也引发了广泛的讨论。为什么Kubernetes要弃用Docker呢?
需要了解的是,Kubernetes本身并不是专门为Docker设计的,而是一个通用的容器编排平台。虽然Docker在早期的K8s生态中占据了主导地位,但Kubernetes的容器运行时(ContainerRuntime)其实并不依赖于Docker本身,而是依赖于一种更加基础和标准化的接口——CRI(容器运行时接口)。CRI是Kubernetes为了实现不同容器运行时的兼容性而设计的一种标准,使得K8s能够支持各种不同的容器运行时,包括Docker、containerd、CRI-O等。
因此,Kubernetes并不是对Docker“弃之如敝屣”,而是对其容器运行时实现方式作出调整,开始支持更加符合K8s架构要求的容器运行时。Docker本质上是一个包含多个功能模块的工具,其中包含了容器的构建、镜像管理、网络、存储等功能。对于Kubernetes而言,Docker的“功能过于庞杂”,而它所关注的仅仅是容器运行时,即容器的启动、停止和监控等基本功能。
Docker的复杂性与Kubernetes的需求
Docker之所以在Kubernetes中逐渐被弃用,首先是由于Docker的复杂性对K8s的适配并非最优解。Docker并不是一个专门为Kubernetes设计的容器运行时,它包含了很多与容器管理无关的功能,比如镜像构建、容器调试、集成工具等。这些功能对于Kubernetes的核心目标——容器编排并没有太多直接帮助。实际上,Kubernetes只需要从Docker中提取容器运行的功能,而不需要其提供的其他复杂功能。
Docker自带的附加功能(例如构建镜像、管理容器网络等)使得它变得臃肿,这就导致Kubernetes需要在容器编排时处理额外的复杂性。换句话说,Docker作为一个“一体化”工具,并没有充分匹配Kubernetes追求高效、精简的设计理念。相比之下,containerd和CRI-O这样的容器运行时专注于容器的启动、停止和资源管理等基本功能,因此它们能更好地融入Kubernetes的工作流,提升系统的性能和可靠性。
Docker作为容器化工具的演进速度较快,许多变化可能会影响Kubernetes的稳定性和兼容性。尤其是在容器运行时的更新和功能变动时,Kubernetes需要不断做出适配,这也增加了平台的维护成本。而containerd和CRI-O等容器运行时则遵循K8s的设计标准,提供了更为稳定和可靠的支持。
Kubernetes对容器运行时的高标准要求
Kubernetes在对容器运行时的要求上非常严格,它要求容器运行时必须具备一定的性能和稳定性,尤其是在高并发、大规模环境下的表现。为了满足这些需求,Kubernetes更倾向于选择轻量级、符合CRI标准的容器运行时。而Docker的重量级和复杂性在一些高负载场景下,可能会带来不必要的性能损耗。
比如,容器的启动时间是Kubernetes在大规模集群中非常关注的一个指标。Docker在启动容器时需要进行较为复杂的操作,而containerd等专为容器运行设计的工具则能更加高效地管理容器生命周期,从而提高整体的资源利用率和系统吞吐量。
容器运行时的可靠性和一致性也是Kubernetes选择替代Docker的原因之一。Kubernetes的设计理念是“声明式管理”,即希望用户能够通过统一的API接口定义容器的运行状态,并依赖系统自动调节和恢复。在这种背景下,Kubernetes更倾向于选择那些提供简洁、稳定和可预测行为的容器运行时。
Kubernetes弃用Docker的决定,是基于容器运行时接口(CRI)的标准化需求,以及对轻量级、稳定、高效容器管理工具的依赖。这一改变并不是要抛弃Docker,而是希望选择更适合容器编排和大规模管理的工具。
Docker的局限性:不仅仅是性能
虽然Docker在开发者和运维人员中非常流行,但它在Kubernetes环境中的局限性也逐渐暴露。除了上文提到的性能和复杂性问题,Docker在多容器部署、资源隔离等方面也存在不足。
Docker的多容器管理在Kubernetes的规模下显得较为笨重。Kubernetes需要处理大量的容器实例和网络拓扑结构,而Docker的容器管理功能并不专门针对这种大规模的、多租户的应用场景设计。因此,Kubernetes更倾向于使用那些能够在更高层次提供高效容器管理的工具,如containerd和CRI-O,它们支持更细粒度的容器管理和资源调度。
Docker在容器网络的管理方面并不具备Kubernetes期望的灵活性。Kubernetes对网络隔离、服务发现、负载均衡等功能有更高的需求,而Docker的网络模型虽然足以支持单机环境的部署,但在多集群、跨节点的场景下就显得捉襟见肘。Kubernetes为了保证容器化应用能够顺利跨多个节点运行,必须使用更加符合分布式架构要求的网络插件和容器运行时。
K8s生态中的新选择:containerd和CRI-O
随着Docker逐渐被Kubernetes淘汰,containerd和CRI-O成为了新的容器运行时的主要候选者。它们与Kubernetes的兼容性更强,且更加轻量和高效。
containerd是一个由Docker团队开源的容器运行时,它专注于容器的生命周期管理,包括镜像拉取、容器创建、容器运行、容器销毁等。与Docker相比,containerd去掉了与容器构建和网络管理无关的功能,极大地减小了其复杂度和资源消耗。containerd不仅被Kubernetes作为主要的容器运行时之一,它还在许多云平台中得到了广泛应用。
CRI-O是另一个符合Kubernetes容器运行时接口(CRI)标准的容器运行时。它由RedHat主导开发,旨在为Kubernetes提供一个简洁、高效的容器运行时。CRI-O去除了Docker中的许多不必要功能,专注于Kubernetes所需的容器管理。与containerd类似,CRI-O也没有镜像构建、容器调试等复杂功能,它的核心任务仅仅是管理容器的生命周期。
这两者相对于Docker的最大优势在于它们的简洁性和高效性。由于它们并不需要处理复杂的镜像构建和管理等任务,Kubernetes可以更容易地在这些容器运行时上进行大规模部署和高效管理。
结语:Kubernetes的未来,容器生态的演进
Kubernetes弃用Docker的决定,代表了容器生态的演进。随着技术的发展,Kubernetes更加依赖于符合CRI标准的轻量级容器运行时,这不仅是为了提升系统的性能和稳定性,也是对容器化应用管理的一种更高效的方式。
尽管Docker作为容器化的先锋在技术发展中起到了举足轻重的作用,但在云原生、大规模分布式环境下,新的容器运行时已经逐渐迎头赶上,甚至超越了Docker。对于开发者和运维人员来说,了解并适应K8s生态的变化,选择更适合的容器运行时,已经成为容器化技术发展的必然趋势。
在未来,容器化技术将进一步深化,Kubernetes和相关生态工具将继续发展壮大。对于企业而言,拥抱这些新技术,将有助于提升应用的可扩展性、稳定性和管理效率。