Kubernetes（简称：K8s）是开源的容器编排系统，它已成为云原生应用事实上的标准，更是云原生架构、部署和管理方式发展的关键推动力。企业正在使用Kubernetes创建由微服务和无服务器功能组成的现代架构，这些架构可以大规模无缝地扩展。
现在，Kubernetes处于Gartner炒作周期的顶端。在未来的几年中，将有越来越多的企业必须认识到Kubernetes的优劣势，从而正确有效地使用它。
Kubernetes为何受追捧？
Kubernetes解决了企业中的实际问题。它提供了企业所需的整个工具生态系统；包括网络、计算、内存分配，负载均衡，对象存储和调度等。
基础架构作为数据
使用YAML文件可以在Kubernetes中毫不费力地表示所需的资源。在YAML文件中定义所有内容后，可以选择在版本控制下（例如Git）对其进行管理。同样，从可伸缩性的角度来看，这很容易，因为可以在YAML文件中轻松更改和更新所有内容。
可扩展性
拥有大量资源，例如statefulset，configmap，secrets，cron作业等。用户可以根据需要添加更多类型。
不断的演进
在过去的几年中，Kubernetes每年都会发布3或4个主要版本，其中包含许多新功能和更改，而且从未放慢演进的速度。
生态
Kubernetes拥有强大健康的社区生态，它得到了云原生计算基金会的支持，而且它是CNCF第一个毕业的项目。KubeCon是全球最大的开源活动之一，吸引了众多开源爱好者。从2019年开始的GitHub年度调查显示，Kubernetes是贡献者排名前十的开源项目之一。根据StackOverFlow所做的年度调查，在过去两年中，Kubernetes成为开发者，以及Linux和Docker喜爱的平台之一。
为什么选择Kubernetes？
轻松创建运行环境
开发者以及生产人员都需要高速创建用于日常工作的环境。使用Kubernetes可以轻松实现这一点。
更好的集成性
如果开发者想要建立一个环境来测试其分支与其他应用程序的版本。过去，他们必须设置虚拟机，安装和设置网络配置等，这需要大量时间。现在Kubernetes可轻松实现。
更好地利用资源
在Kubernetes中，可以在CPU和内存较少的情况下启动应用程序，并根据消耗量增加特定的限制。它使管理员可以轻松管理资源并节省大量成本。
将容器投入生产
开发环境必须尽可能地类似于生产环境。在Docker上运行应用程序是不错的选择，但Docker需要Kubernetes这样的容器编排平台。
与供应商无关的相同API
由于企业需要在主要的云提供商上部署所有产品，因此企业需要提供一个API，而Kubernetes则通过单个API在供应商之上提供了抽象层。
自动缩放和自动修复应用程序
根据情况进行相应扩展和修复的能力是Kubernetes的一大特色。
Kubernetes的安全
在生产环境中运行容器，需要大量的精力和计算。它要求解决如容错，弹性伸缩，滚动部署和服务发现之类的问题。这就是Kubernetes作为容器编排的用武之地。当然还有其他编排平台能选择，但Kubernetes获得了主要云提供商的支持。
Kubernetes，容器化和微服务趋势带来了新的安全挑战。Kubernetes Pod可以很容易地在所有基础架构类中分布，默认情况下会导致Pod之间的内部流量增加。这也意味着安全问题，而Kubernetes的攻击面通常更大。而且，Kubernetes的高度动态，且短暂的环境无法与旧版安全工具完美融合。
JFrog生产环境中使用Kubernetes的背景
不同的企业可能面临不同的挑战，我们一起来看看JFrog的使用案例。JFrog的DevOps工程师描述了Kubernetes在JFrog的应用过程。
在过去两年中，JFrog着手在Kubernetes的三个大型公有云（AWS，GCP和Azure）上部署和管理JFrog SaaS应用程序。这个过程，JFrog收获了很多有益和重要的经验教训。
为了轻松管理Kubernetes上的应用程序部署，JFrog使用了Helm。Helm是用于管理Kubernetes软件包的工具，Helm图表有助于定义，安装和升级Kubernetes应用程序。JFrog在Helm中心发布并维护其所有产品的官方Helm图表，以供其客户，社区和其SaaS解决方案使用。
JFrog如何在其内部环境中使用Kubernetes？
出于开发目的，JFrog具有CI/CD流程，可在Kubernetes上安装JFrog产品。根据需要，开发人员可以启动此过程并指定要安装的分支版本，而无需应用程序主版本或分支版本。部署过程使用JFrog官方Helm图表，结果是一个隔离的Kubernetes命名空间，上面安装了所有应用程序。
为了进行登陆和试生产，他们拥有多个托管集群，每个云供应商至少一个集群，并且它们正在运行JFrog产品安装的完整CI/CD流程，以及Kubernetes基础架构和工具，以便在运行之前测试并发布错误。升级他们的生产环境。
JFrog研究了在AWS，GCP和Azure上自我管理Kubernetes集群的各种选项。JFrog发现，最简单、直接的方法是使用由云供应商EKS，GKE和AKS提供的托管Kubernetes解决方案。
JFrog了解到，独自管理集群需要大量JFrog没有的资源和技能，并且JFrog需要更好地专注于自身真正擅长的事情。JFrog使用相同的API在不同地区的EKS，GKE和AKS上运行生产环境。
如今，JFrog的新客户部署是自助服务和完全自动化的流程，无需DevOps工程师的干预。可以在几分钟之内在任何受支持的云区域上使用这个环境。
在生产中使用Kubernetes，JFrog仅使用一个或两个命令，一切都在其按部就班的运行，并且具有应用程序的自动修复和自动缩放功能，这充分释放了开发人员的生产效率。
但是，JFrog也认识到，这个过程并不是想象的那么平滑。在生产中使用Kubernetes时，这是必须经历的过程。JFrog团队在使用Kubernetes之后吸取了哪些经验教训？
1.可见性
由于Kubernetes的复杂性，了解系统中正在发生的事情很重要。不再需要SSH到服务器并“获取日志”。开发人员不需要kubectl访问权限即可调试其应用程序。
2.开发=分期=生产
开发和生产环境，功能和性能问题之间的差异仅在生产中发现。为了最大程度地减少环境之间的差异，最好创建类似于生产的环境以减少生产中断的风险。确保在所有环境中使用相同的Helm图表也很重要。
3.知道极限
需要学习和了解应用程序在资源使用，内存、CPU、数据库等方面的工作方式，以及应用程序所需的一切，以便以最小的力量有效地执行和运行。
4.容器优先级和容器服务质量
Kubernetes在调度和清除集群上的工作负载时会使用几条数据。当无法正确设置这些参数，工作负载停机以及重大的总体群集运行状况问题时，可能会出现性能问题。资源请求和限制是需要考虑的最明显的设置。同样，必须全面考虑Pod的生命周期。
JFrog总结的注意事项
你的应用是CPU还是内存密集型？
你的应用程序出现在另一个节点上有多容易？
选项：
对重要的应用程序有更高的pod优先级
Pod QoS（服务质量）
Guaranteed（requests = limits）
Burstable（已设置一些资源）
Best effort（未设置资源）
5.零停机升级
无论出于任何原因，都应努力将服务的停机时间减至最少。应用程序版本升级是应该能够随时运行的功能。使应用程序在具有多个负载均衡的Pod的高可用性模式下运行，消除了在升级环境时发生停机的风险。使用Kubernetes，可以选择进行滚动更新，因此在特定时间只有一个Pod即将进行升级，而其他Pod仍在运行，并且将依次升级。
6.安全性
JFrog在日常任务中使用自己的几种工具。他们相信管理Docker镜像和Helm图表的最佳方法是使用Artifactory（Artifactory是JFrog的一个产品，用作二进制存储库管理器）。他们正在使用内部Artifactory服务器作为Docker存储库和Helm存储库。在部署过程中，部署所需的一切都从Artifactory获取，因此他们可以完全控制开发和生产Kubernetes集群中正在运行的内容的可见性。最重要的是，X-ray运行并扫描存储在该Artifactory中的所有第三方Docker镜像。因此，只有经过扫描和批准的镜像才能进入Kubernetes集群。
7.持续学习
学习永远在路上。Kubernetes对于任何企业都是全新的。开发人员和运营团队必须学习它的工作原理和使用方法，学习互联网上的最佳实践和建议。应该始终继续调整基础架构，应用程序及其运行。同时，还需要时刻关注应用程序的情况。