2.1　什么是容器云

在第1章我们学习了Docker的一些知识，从本章开始，我们将一起学习Kubernetes的系列知识。Kubernetes的出现让Docker实例得以规范地管理和调度，让容器云的实现迈出了重要的一步。

2.1.1　当前云计算的发展

关于当前云计算的发展，网上有很多文章做了足够详细的阐述。我列出了3篇较新、较全的文章，大家可以看看。阅读完之后，我想你对当前云计算的发展历史和态势都会有很清晰的认识：“2018云计算行业现状及2020年云计算发展趋势”（https://www.sohu.com/a/270709930_100299669）、“2018年中国云计算行业发展现状分析及未来发展趋势预测”（https://www.chyxx.com/industry/201803/619747.html）和“2018年全球云计算行业现状与发展前景分析”（https://www.qianzhan.com/analyst/detail/220/180420-3395a414.html）。

从云计算的发展历程来看，国内和国外有一点不同。云计算的概念在2000年起源于美国，2007年被引入国内。国外的云计算基本是由企业牵头来做推广普及的，我国引入云计算概念后，基本是从政府、政策两大方面来驱动的。2017年的政府工作报告中，也提出了把发展智能制造作为主攻方向，推动“中国制造2025”战略落地，云计算是其中最基础最重要的核心技术之一。

从技术层面来看，云计算基本是按照“虚拟化、网络化、分布式技术成熟稳定→IaaS成熟稳定→PaaS成熟稳定→SaaS成熟稳定”这条路线发展的。每个阶段都有业界开源或者非开源的技术为代表，比如最开始的虚拟化阶段，典型的代表是Xen、vSphere、KVM等技术，IaaS层是OpenStack，PaaS层是Kubernetes，SaaS层开源界还没有典型的代表。

随着未来物联网、5G、IPv6的全面实行，量子计算等技术的全面发展和普及，云计算将是最底层的核心支撑技术。而这些技术的发展，必然也会带动和升级云计算。对于个人来说，这是一门值得IT从业者关注和学习的技术。

2.1.2　什么是IaaS、PaaS和SaaS

上文我们提到了IaaS、PaaS和SaaS这几个词，只要你关注过云计算，对这几个词就不会陌生。那么什么是IaaS、PaaS和SaaS呢？

我们知道TCP/IP有7层协议，协议的出现和规定就是为了统一标准，这样无论是开发者、使用者还是网络设备厂商，都能按照公认的协议来学习和生产。

云计算虽然没有类似TCP/IP这样的协议，但是公认把云计算分为3个层级，这3个层级就是IaaS、PaaS和SaaS。下面结合维基百科的定义对这3个层级进行讲解。

1.基础架构即服务（IaaS）

提供在线的高级API服务，底层基础架构细节都不会向上体现，比如服务器位置，网络布线，数据分区、扩展、备份、安全性等。底层的计算、网络、存储等资源都将通过虚拟化技术实现整体管理和配置，这些虚拟化技术有Xen、KVM、VMware ESX/ESXi、Hyper-V、Ceph、SDN等。

IaaS是将传统的计算、网络、存储资源全部虚拟化，之前用户需要直接管理服务器、交换机、存储，虚拟化之后用户只需要在电脑上操作虚拟化管理平台，管理这些硬件虚拟出来的VM、虚拟交换机、路由器和存储池。

2.平台即服务或应用程序平台即服务（PaaS）

这是云计算服务的一种，它提供了一个平台，允许用户在这个平台上开发、运行和管理应用程序，无须考虑应用程序的构建和维护工作。

PaaS是建立在完善的IaaS之上的，用户只关心如何使用平台给予的资源，完全不用考虑这些资源的创建和维护。

3.软件即服务（SaaS）

这是一种软件交付模式，在这种交付模式下，云端集中式托管软件及其相关的数据，用户无须安装，使用精简客户端通过一个网页浏览器便可使用软件。

传统的软件，无论是BS架构还是CS架构，SaaS供应商都能够提供，比如腾讯的Web QQ也算是一种SaaS级服务。用户只需要使用SaaS提供的成熟级的软件应用，数据存储、软件维护、安全等其他一切事情都交给云厂商处理和负责。

上面是关于IaaS、PaaS和SaaS概念的讲解，下面我们通过图2-1来进一步加深理解。

图2-1　IaaS、PaaS和SaaS三层架构

图中深色的部分代表IT人员需要关心的部分，浅色部分是云计算层级负责的部分（IaaS、PaaS、SaaS分别包含的领域）。自下往上看，Networking即网络、Storage即存储、Servers即服务器、Virtualization即虚拟化、O/S（Operation System）即操作系统、Middleware即中间件、Runtime即运行时、Data即数据、Applications即应用。

从左至右的第一张图，是云计算出现之前IT建设需要负责的部分。下到机房选址、服务器上架、网络布线，上到系统安装、应用部署、数据维护，通通需要IT负责，这是一个原始的IT管理时代。

第二张图，随着虚拟化、云计算的出现，底层计算、网络、存储硬件层的工作全部“封装”交由云厂商负责（如果是自建私有云，此处可以理解为交给云管理平台完成封装）。

第三张图，随着IaaS层的稳定和完善，用户也不用费心虚拟机、中间件、运行时等工作的管理，这些也打包交给云厂商或者某云管理平台负责。

第四张图，云计算的终极形态，云厂商负责一切IT事物，用户能放心大胆地通过互联网随意调用想用的IT服务。

当然，如果你对上面的讲解还不明白，可以看看图2-2，其中用“做包子”为例讲解了IaaS、PaaS和SaaS。

假如有个创业者想开一家包子店，如果他用第一种方式，最底层的燃气管道、煤气灶、锅等都要自己准备；如果不想那么麻烦，可以试试第二种，只有面粉、捏包子的工作需要自己完成；如果还嫌麻烦，可以加入某品牌连锁店，大量购入做好的速冻包子（没那么新鲜）；最后一种，总店每天早上供应最新鲜的包子，创业者只管卖包子就好。

图2-2　做包子模型（IaaS、PaaS、SaaS）

2.1.3　容器云介绍

上面的长篇大论是为了引出本章的正题—Kubernetes，它是PaaS层级的典型代表。我们先来了解相关知识背景，以便更好地理解和使用这项技术。

1.容器技术为什么会火

自2007年国内引进云计算概念至今，在这13年中，兴起众多云厂商。而前面6年都是在做IaaS层的建设，概念宣传、私有云落地、企业上公有云，每一年都突飞猛进。6年过去了，IaaS建设还在不断完善，与此同时PaaS层技术概念逐渐兴起。2010年国外Cloud Foundry、Coreos和Docker容器技术纷纷落地，给云计算指明了一个新方向。随后两三年，国内开始引进这些技术，IT从业者也在不断学习，寻找比IaaS更完美的云计算管理方案。

2016年开始，Docker、Kubernetes等技术越来越火。之前IaaS层的建设大部分都是运维人员参与，开发人员只负责写代码，并不参与底层运维管理。随着容器技术的出现，开发人员和运维人员很自然地走到了一起，有了融合。这也是Docker和Kubernetes受欢迎的原因之一，支撑PaaS层级的人员比支撑IaaS的至少增加了一倍（甚至更多）。

2.容器云时代是否来临

我们可以把容器云理解为云上的容器技术服务，这个概念的终极体现就是PaaS层的云交付模式。前面谈到，Docker、Kubernetes的应用推动着云计算PaaS层的完善和普及。站在云厂商的角度，前几年客户不断来上云、用云，其实就是在体验IaaS。随着技术的革新，自然会考虑云厂商的PaaS、SaaS层级产品。所以，如果问容器云时代是否来临，答案是在2017年已经到来。

3.容器云是否会取代传统云

互联网技术人员大多都会关注Gartner公司发布的数据。这是一家做信息技术研究和分析的公司，他们发布的IT技术信息报告和数据分析都非常权威可信。所以，参考Gartner提供的相关分析报告，可以了解一项热门技术的发展趋势。

Gartner公司已列出了2019年及以后平台即服务（PaaS）技术和平台架构的四大趋势。其中前面两个趋势很明确地体现出PaaS市场的发展势头和重要程度，我们单独看看这两个趋势。

（1）第一个趋势：蓬勃发展的PaaS市场

截至2019年，PaaS市场已包含360多家供应商，提供涉及21个类别的550多种云平台服务。Gartner预计，到2022年，PaaS市场规模将翻番，PaaS将成为未来的主流平台交付模式。

（2）第二个趋势：云平台连续体

IaaS、PaaS和SaaS服务共同构成了云平台连续体，在全部云服务当中寻找和确认基于平台的创新机会，这种模式将很快成为云战略的一部分[1]。

回到正题，传统云可以理解为单纯提供IaaS技术层面服务的云，所以使用PaaS肯定比IaaS方便。

通过本节的学习，我们对云计算的发展状态及3层架构有了更加深入的了解，同时对容器云平台也有了更加深刻的认识。如今PaaS平台已经很普及了，Kubernetes已是PaaS技术的主流，接下来我们一起学习Kubernetes。

[1] 参考链接：https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2019-04-29-gartner-identifies-key-trends-inpaas-and-platform-ar。