容器技术，带着云原生百米冲刺

你可能想象部到，容器技术在企业生产环境中的采用率竟然超过84%?

 

诞生于20多年前的容器技术，似乎在一夜之间，高歌猛进，迅速进入企业生产环境中，不管是大型企业，还是中小企业，使用率均超过50%。

 

适应云计算的发展，云原生技术已经成为加快企业数字化转型的一个不折不扣的风向标。而以容器为代表的云原生技术正在成为释放云价值的最短路径。

01

从虚拟化到容器，扔掉锄头上岸

容器不是一项新技术，是人们为了解决计算等各种资源利用率不高和成本居高不下等问题，持续努力的结果。

 

因此，从应用和实践的角度来看，容器技术颠覆了应用的开发、交付和运行模式，仅几年便席卷全球。

 

大型机或者单机时代，硬件的购买成本很高，动辄几百万美元，但是机器的使用率最高也不到50%，正常情况下仅有20～40%的使用率，让计算机这一本来就稀缺的资源使用成本异常高。

 

所以，基于硬件技术的主机虚拟化技术出现了。利用该技术，一台物理主机可以被划分为若干个小的机器，每个机器的硬件互不共享，并可以安装各自的操作系统来使用。

 

不过这一虚拟化技术应用范围非常小。随着基于英特尔和AMD的CPU和微软操作系统（随后采用开源的Linux）的x86服务器的出现，这一被称为工业标准服务器相对于大型机或者小型机成本大幅度降低。

 

但是没有改变的则是一台机器往往只能运行一个应用软件，服务器的使用率依然没有提高。用户迫切需求提高机器的使用率。

 

因此，20世纪90年代后期，x86架构的硬件虚拟化技术逐渐兴起，可在同一台物理机上隔离多个操作系统实例，带来了很多的优点，包括可以在不同的虚拟机VM上运行不同的应用，服务器使用率增加等。

 

这一技术突破受到用户的欢迎。目前绝大多数的数据中心都采用了硬件虚拟化技术。

 

当然用户的需求是没有止境的。虽然硬件虚拟化提供了分隔资源的能力，但是采用虚拟机方式隔离应用时，要在每个虚拟机中安装或复制一个操作系统实例，占有虚拟机的一部分资源，应用部署到其中效率往往较低。

 

一种更轻量的方案 —— 操作系统虚拟化出现了。

 

所谓操作系统虚拟化，就是由操作系统创建虚拟的系统环境，使应用感知不到其他应用的存在，仿佛在独自占有全部的系统资源，从而实现应用隔离的目的。

 

其好处显而易见。一是由于应用共享同一个操作系统实例，因此相比虚拟机，占有更少的资源，硬件成本降低。

 

二是在这种方式中不需要虚拟机，也能够实现应用彼此隔离，使面向应用的管理更便捷。

 

这时，操作系统虚拟化就被称为容器(Container)。

 

随后，容器进入“战国时代”。FreeBSD 4.0推出了Jail，Sun公司发布了Solaris 10的Containers。Cgroups进入Linux内核，可以限定和隔离一组进程所使用的资源(包括CPU、内存、I/O和网络等)······

 

当然，在这一系列技术的进步中，造就了不少产业巨头。依靠虚拟化，VMWare和思杰从独角兽成长为行业巨头，红帽和SuSe也茁壮成长。

 

02

从Docker到K8s，开源释放创新活力

率先点燃容器技术火焰的是一家名为Docker的公司，一度Docker就成为容器的代名字。

 

2013年，Docker开源项目公布，提供了一系列简便的工具链来使用容器，拉开了云原生应用变革的帷幕，让容器生态圈一日千里。

 

容器技术的发展需要标准，仅仅依靠Docker的力量，显然成不了标准。

 

于是，2015年，包括谷歌、红帽、Docker、VMware等多家公司和组织作为创始会员成立了CNCF——云原生计算基金会，目的是促进容器技术在云原生领域的应用，降低用户开发云原生应用的门槛。

 

CNCF首推的开源项目就是Kubernetes，简称K8s。Kubernetes是一个容器应用的编排工具，最早由谷歌的团队研发，后来开源并捐赠给了CNCF成为种子项目。

 

由于Kubernetes是厂家中立的开源项目，开源后得到了社区用户和开发者的广泛参与和支持。

 

Kubernetes可以对集群中所有容器化的应用实现编排管理。Docker是一种轻量级容器管理引擎，它可以轻松创建容器和基于容器的应用程序。这二位大神的技术组合可以构建云上的容器技术服务，使得容器云平台为整个主机集群提供分布式调度与协调，并将所有的资源当作一台主机进行使用。

 

虽然市场上的容器编排平台很多，现在已经出现了Kubernetes独大的局面，Kubernetes已成为容器编排领域事实上的标准。

 

据Sysdig 2021年的报告，至少75%的用户使用Kubernetes。有趣的是，红帽OpenShift作为一个容器编排平台，在 Kubernetes之后享有最大的采用率，从去年的9%，大幅跃升到15%。原因可能是OpenShift企业功能与支持混合和多云。

 

容器编排工具的采用率，来源于Sysdig

 

以容器为代表的云原生技术，成为加速企业数字化转型的利器。IDC预测，容器软件市场在近几年呈爆发式增长，并且未来五年仍然会保持超过 40% 的复合增长率。

 

IDC 预测，到 2025 年，容器基础架构软件市场收入将与虚拟化软件市场、云系统软件市场齐平，成为近几年促使软件定义计算市场增长的新动力。

 

中国软件网观察，基于Kubernetes的容器技术得益迅速发展，并成为云原生时代的事实标准，源于一下几个优势：

 

Kubernetes技术优于传统基于虚拟机器的虚拟化技术。容器的成功，很大程度上归功于其对效率和敏捷开发的极大促进。企业通过将大型应用分解为较小的独立组件、微服务，并将每个组件部署在容器中，这个过程可以由 Kubernetes 完成。

 

容器便于应用部署和运行，而无需启动和管理虚拟机机（VM）软件。虽然虚拟机和容器具有类似的资源配置，但容器提供了一个重要优势——使用了操作系统虚拟化，最大限度地减少开发维护人员环境的工作，从而更加便携和高效。

 

易于维护和成本效益驱动。预计到2025年，基于Kubernetes容器服务市场将达到82亿美元，年均增长26.5%。容器化化技术在银行、医疗保健、零售和电信行业应用尤为突出。在企业中应用容器超过虚拟机VM，必不可少的云原生技术的兴起。

 

云应用普及和云原生的原始驱动力。以容器为代表的云原生技术正在成为释放云价值的最短路径，以 Kubernetes为代表的容器技术，已成为云计算的新界面。

可扩展性和模块化是功能齐全的云基础设施的两大支柱，组织转向Kubernetes，被认为是云原生的基础，能够更快地实现云原生。

 

Kubernetes拥有一个庞大且快速增长的生态系统，服务、支持和工具广泛可用。目前，几乎所有的公有云、私有云、混合云服务商，都支持Kubernetes，并将其作为一个重要的投资方向，有望成为发展云原生应用的事实上的标准。同时，基于Kubernetes的工具也如雨后春笋般的涌现。

 

03

从公有云到混合云，K8s占了半边天

云原生计算基金会CNCF公布的年度调查结果，可以说是云原生趋势的一个典型代表，也是容器和Kubernetes展现自己的大舞台。

 

在中国软件网看来，容器和Kubernetes的使用率都在不断攀升。

 

根据CNCF 2020年公布的调查结果显示，84% 的受访者在生产中使用容器技术，比2018年的73%和2016年首次调查的23%大幅上升。鉴于用户对微服务的兴趣大增，容器使用量大幅增加并不奇怪。

 

与前一年相比，Kubernetes容器在生产中的使用量也急剧上升。78%的受访者在生产中使用Kubernetes，与去年的58%相比，增幅明显。43%的受访者提到，在生产中的Kubernetes集群介于2～5个之间。

 

在中国，CNCF的2021年的调查结果显示，2020年68%的机构在生产过程中使用容器，比去年增长了39%，相比两年前增长240%。Kubernetes已经无处不在，生产中使用 Kubernetes的比例已从去年72%增长到82%。在中国，Kubernetes 已经成为约定俗成的容器编排器。

 

在云计算中，公有云容器使用率居首，在中国私有云和混合云的力量不容小觑。

 

在全球，62%受访者在公有云中运行工作负载，其余在混合云环境中运行。随着基于Kubernetes的混合云平台的推出，CNCF预言，混合云中Kubernetes的采用率将增加。

 

公共云是Kubernetes首选负载   资料来源：CNCF年度调查

 

在中国，公有云重回榜首，混合云和多个云蓄势待发。调查发现，中国用户中公有云使用排名第一，46%的调查对象将其作为首选数据中心类别。

 

另有45%的用户使用私有云，42%使用混合云，两项均比去年小幅增长。22%调查对象选择了多个云。未来随着越来越多的单位寻求使用最佳解决方案，混合云和多个云有望实现使用增长。

 

Kubernetes由组件和工具生态系统扩展，可减轻在公有云和私有云中开发和运行应用程序的负担，支持公有云、私有云、混合云、多云multi-cloud。

 

另外，Kubernetes没有锁定供应商和大量的发展。Kubernetes 出现在云原生计算基金会，意味着它仍然是一个开源工具，将经历一致的共享开发，而无需供应商锁定，也可以在多种云中迁移，也意味着组织可以在持续、渐进的基础上从Kubernetes容器化功能的潜力中获益。

 

灵活性和敏捷性是任何希望保持竞争优势和可持续增长的组织考虑的关键因素。Kubernetes简化了DevOps流程，这意味着更快的部署和开发速度。DevOps的采用已经显著受到重视：70%的组织声称DevOps加快了产品或者服务上市的速度，而86%的组织认识到快速开发和将新产品推向市场的重要性。

 

虽然Kubernetes不是即插即用，但它允许与市场上许多其他解决方案在更严格的限制内进行多平台、系统和容器管理，使组织能够利用所需的工具，实现更高层次的增长和开发，降低架构和系统统一分层的复杂性。

 

04

从云服务商到创新企业，容器市场沸反盈天

公有云服务商和创新型企业是目前中国容器市场的两大主力。

 

接受记者采访的BoCloud博云产品负责人赵安全认为，从业务背景上看，我国容器云服务市场的参与者主要有两类：

 

一是综合云服务商，包括华为、阿里等，在云计算领域拥有丰富资源和完整服务生态的综合云服务厂商。

 

这类企业主要依托公有云市场上的优势，以容器架构为载体向用户提供有别于传统虚拟化架构的公有云服务。由于容器早期的用户多是互联网客户，提供公有云服务的厂商在容器的使用和服务提供上积累了比较丰富的经验。

 

二是与综合云服务商在业务领域上形成鲜明对比的专业、独立的容器创新型厂商，如博云，起步较早，行业经验丰富，专注服务于企业用户的私有云需求，为企业提供基于虚拟化或者容器架构的云平台搭建。

 

近日，IDC发布的最新的软件定义计算软件市场半年跟踪报告显示，容器基础架构软件市场收入排名前五的厂商分别是华为、阿里巴巴、IBM/红帽、腾讯、博云。

 

报告显示，容器软件市场有两大力量。排名前五的厂商中有三家是公有云服务厂商。IBM/红帽由于在该市场拥有比较大的影响力和丰富的产品组合，位列第三。博云作为起步较早，行业经验也比较丰富的创新型厂商，在金融领域有着不错的客户积累，位列第五。

 

容器市场赛道分为公有云和私有云两个领域。

 

容器市场赛道分为公有云和私有云，分别提供各自领域的方案。

 

在IDC报告中，公有云厂商为华为、阿里巴巴、腾讯，私有云厂商为IBM/红帽、博云。

 

在业务上，两大领域互相渗透，公有云厂商也提供私有云的容器解决方案，但是往往需要运行在自己的私有云产品上。私有云厂商的产品则可以在不同的私有云和公有云上运行。

 

在国际市场，哪些容器服务最受欢迎呢？

 

CNCF2020年的发布的调查显示，大多数受访者使用亚马逊EKS，其次是GKE和 AKS。AWS仍然是运行容器和Kubernetes的首选云。29%的受访者使用亚马逊云科技弹性Kubernetes（EKS）服务。

 

 28% 的受访者选择Google Kubernetes引擎 （GKE），并将其作CaaS（容器作为服务）。微软的Azure Kubernetes服务（AKS）与传统的ACS引擎相结合，从受访者中获得了约25%的支持率。

 

 

不同容器编排引擎服务的采用率   资料来源：CNCF年度调查

 

kubernetes其实已经成为了云原生领域事实上的“操作系统（OS）”，赵安全认为。Kubernetes+容器技术依然是云计算环境下的新一代基础设施平台。

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