第三部分：从单机 Docker 到集群 Kubernetes

青萍叙事2025-08-10

📝 前言

在容器技术的早期阶段，Docker 以其简单易用的特性迅速成为开发者的“标配”，从构建、打包到运行应用，几乎一条命令就能搞定。

然而，随着业务规模扩大、部署环境复杂化，仅依靠单机 Docker 已经难以满足弹性伸缩、高可用与自动化运维的需求。

为了解决多容器管理问题，Docker Compose 出现作为中间过渡方案，而最终 Kubernetes（K8s） 则成为集群编排的终极解决方案。

本文是云原生之旅第三部分的第一篇，带领大家从单机 Docker 的视角，循序渐进地走到 Kubernetes 集群的世界。

🧠 本章知识卡片

🚀 本章小节

1️⃣ 单机 Docker 的局限性

Docker 在单机环境中最大的优势是轻量、快速、易用，但它也存在天然的限制：

资源限制：所有容器运行在同一台机器上，CPU、内存有限。
高可用不足：主机宕机意味着所有容器全部不可用。
多容器管理困难：如果应用依赖多个服务，需要手动维护容器启动顺序与参数。
扩展瓶颈：弹性伸缩需要人工干预，无法自动根据流量变化调整容器数量。

在业务初期，这些限制并不明显，但一旦用户规模扩大，就会直接影响系统稳定性和运维效率。

2️⃣ Docker Compose：单机多容器编排的过渡方案

在迁移到 Kubernetes 之前，Docker Compose 是很多团队的自然选择。

它是一个单机容器编排工具，通过一个 YAML 文件描述多容器应用及其依赖，使用 docker compose up 一键启动。

优点

配置集中化：所有服务定义集中在 docker-compose.yml 中。
多容器管理：数据库、缓存、后端、前端等可一次性启动/停止。
简化依赖管理：支持容器间的网络与启动顺序定义。

局限

依旧是单机：无法跨节点调度容器。
伸缩能力有限：支持 scale 手动扩容，但不能自动伸缩。
高可用缺失：容器或宿主机异常需要人工处理。

适用场景：本地开发环境、多容器单机部署、测试环境。

更多详情介绍可参看之前的一篇文章：《第二部分：从 Docker 到 Docker Compose》

3️⃣ 为什么选择 Kubernetes

Kubernetes 的诞生，就是为了管理多台机器上的容器，它带来了许多 Docker/Compose 所不具备的能力，以下是它们的对比：

特性	单机 Docker	Docker Compose	Kubernetes
弹性伸缩	手动	手动	自动伸缩（HPA）
高可用	无	无	多节点冗余，自动容器调度
服务发现	需手动配置	自动单机网络	内置 DNS 与跨节点服务发现
滚动升级	需停机或自写脚本	无	原生滚动更新与回滚
资源调度	单机	单机	集群级别智能调度
运维自动化	低	中	高

一句话总结：

Docker 解决了“如何构建并运行容器”的问题，Docker Compose 解决了“如何在单机管理多容器”的问题，Kubernetes 解决了“如何大规模、自动化、可靠地运行容器”的问题。

4️⃣ 使用 kompose 一键迁移至 Kubernetes

什么是 kompose ?

kompose 是 Kubernetes 社区官方维护的一个迁移工具，可以一键把 Docker Compose 转成 Kubernetes YAML。

如果已经有了docker-compose.yaml文件，使用该工具可以大大减少手工编写YAML的工作量。

安装 kompose

# macOS（Homebrew）
brew install kompose

# Linux
curl -L https://github.com/kubernetes/kompose/releases/latest/download/kompose-linux-amd64 \
  -o kompose
chmod +x kompose
sudo mv ./kompose /usr/local/bin/kompose

PS：如果无法从 github 官方下载，可关注公众号【青萍叙事】，回复kompose即可获取快速下载链接。

一键转换 YAML
kompose 的用法也很简单，一键即可将docker-compose.yaml文件转换并生成k8s yaml：