微服务架构下 Docker 容器技术与 Kubernetes(K8S)

单体架构 VS 微服务架构

随着互联网技术的迅速发展以及软件复杂度的提高,相比单体应用架构模式,微服务架构已经成为现代软件开发的主流。微服务架构会将应用程序拆分为多个小的、松耦合的服务,每个服务可以独立开发、部署和扩展,这些服务通常通过轻量级协议(如HTTP/REST或gRPC)进行通信。

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单体架构应用

所有功能和组件集中在一个单一的应用程序中

适合小型团队开发,对业务复杂度要求不高

微服务架构应用

所有服务都可以独立部署和更新,从而提供了更大的灵活性

服务分布在不同的服务器或容器中,可以优化资源使用和负载平衡

可以快速实现服务扩容与缩放,更好地满足用户的要求

比如微服务架构下的电商平台,包含用户管理、商品管理、订单处理、支付服务等。这些微服务独立部署和扩展。

而要实现微服务架构应用,Kubernetes(k8s)作为一个强大的容器编排平台,结合Docker容器技术,提供了管理和调度容器化微服务的能力,能够极大地简化了微服务的部署和管理。

Docker容器技术

Docker是一种容器化技术,允许开发人员将应用程序及其所有依赖打包到一个标准化的单元(容器)中。这些容器可以在任何支持Docker的平台上运行,确保了应用的可移植性和一致性。

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Docker类似于集装箱,各式各样的货物,经过集装箱的标准化进行托管,而集装箱和集装箱之间没有影响。也就是说,Docker平台就是一个软件集装箱化平台,这就意味着我们自己可以构建应用程序,将其依赖关系一起打包到一个容器中,然后这容器就很容易运送到其他的机器上进行运行,而且非常易于装载、复制、移除,非常适合软件弹性架构。

Kubernetes 容器管理平台

Kubernetes,简称K8s,是一个开源的容器编排平台,最初由Google设计和开发,Kubernetes旨在自动化部署、扩展和管理容器化应用。

随着容器技术的兴起,开发和运维人员可以将应用及其依赖打包成轻量级、可移植的容器。尽管容器本身解决了环境一致性问题,但在大规模生产环境中,单靠手动管理容器的生命周期和资源分配是不可行的。这时,Kubernetes应运而生。

Kubernetes解决了以下几个关键问题:

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测试需要掌握Kubernetes哪些知识?

k8s作为目前最流行的容器编排技术,测试工程师虽然不需要掌握k8s相当深入的知识,但是一些k8s的基础使用还是需要了解的

基础使用方面

1、k8s的相关基础概念:

  • Pod:Kubernetes中最小的部署单元,包含一个或多个容器
  • Pod Controller:pod管理器,通过它来实现对pod的管理
  • Namespace:Namespace用于隔离资源和环境
  • Service:Service用于暴露Pod,使其能够被集群内外访问
  • 标签:用于对资源进行分类
  • ...

2、基本的命令操作:

  • 查看资源kubectl get pods, kubectl get services
  • 创建和删除资源kubectl apply -f <file>, kubectl delete -f <file>
  • 查看日志kubectl logs <pod-name>
  • ...

3、k8s配置文件:

k8s中可以通过声明式对象配置方式,使用yaml这种文件格式编写配置去操作kubernetes的资源

能够编写和理解简单的yaml配置文件,用于定义Pod、Service、Deployment等资源

进阶应用

利用k8s的容器编排特性,比如负载均衡、弹性伸缩,帮助我们解决实际测试工作中的相关问题

1、自动化测试环境管理:

在Kubernetes 中使用命名空间(Namespaces)来隔离不同的环境。可以为开发、测试和生产环境创建不同的命名空间,能够确保这些环境之间的资源隔离和管理

借助 Kubernetes 的 Pod管理器 和 Service ,可以快速部署和销毁测试环境,只需要简单的执行kubectl delete命令

2、搭建分布式测试平台

比如在使用selenium进行多浏览器测试时,使用Kubernetes的集群管理能力能够同时在多台机器运行多个浏览器实例,搭建一套分布式测试平台,能够显著缩短测试时间。

3、性能测试

Kubernetes可以在性能测试和负载测试中发挥关键作用,尤其是对于需要模拟大量用户请求的测试场景。

利用Kubernetes的弹性伸缩特性,Kubernetes可以动态地扩展/缩放容器实例数量,在负载测试期间能够根据需求动态调整系统的规模。

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