容器技術，帶著云原生百米沖刺
你可能想象部到，容器技術在企業生產環境中的采用率竟然超過84%?
誕生于20多年前的容器技術，似乎在一夜之間，高歌猛進，迅速進入企業生產環境中，不管是大型企業，還是中小企業，使用率均超過50%。
適應云計算的發展，云原生技術已經成為加快企業數字化轉型的一個不折不扣的風向標。而以容器為代表的云原生技術正在成為釋放云價值的最短路徑。
01、從虛擬化到容器，扔掉鋤頭上岸
容器不是一項新技術，是人們為了解決計算等各種資源利用率不高和成本居高不下等問題，持續努力的結果。
因此，從應用和實踐的角度來看，容器技術顛覆了應用的開發、交付和運行模式，僅幾年便席卷全球。
大型機或者單機時代，硬件的購買成本很高，動輒幾百萬美元，但是機器的使用率最高也不到50%，正常情況下僅有20～40%的使用率，讓計算機這一本來就稀缺的資源使用成本異常高。
所以，基于硬件技術的主機虛擬化技術出現了。利用該技術，一臺物理主機可以被劃分為若干個小的機器，每個機器的硬件互不共享，并可以安裝各自的操作系統來使用。
不過這一虛擬化技術應用范圍非常小。隨著基于英特爾和AMD的CPU和微軟操作系統(隨后采用開源的Linux)的x86服務器的出現，這一被稱為工業標準服務器相對于大型機或者小型機成本大幅度降低。
但是沒有改變的則是一臺機器往往只能運行一個應用軟件，服務器的使用率依然沒有提高。用戶迫切需求提高機器的使用率。
因此，20世紀90年代后期，x86架構的硬件虛擬化技術逐漸興起，可在同一臺物理機上隔離多個操作系統實例，帶來了很多的優點，包括可以在不同的虛擬機VM上運行不同的應用，服務器使用率增加等。
這一技術突破受到用戶的歡迎。目前絕大多數的數據中心都采用了硬件虛擬化技術。
當然用戶的需求是沒有止境的。雖然硬件虛擬化提供了分隔資源的能力，但是采用虛擬機方式隔離應用時，要在每個虛擬機中安裝或復制一個操作系統實例，占有虛擬機的一部分資源，應用部署到其中效率往往較低。
一種更輕量的方案 ——操作系統虛擬化出現了。
所謂操作系統虛擬化，就是由操作系統創建虛擬的系統環境，使應用感知不到其他應用的存在，仿佛在獨自占有全部的系統資源，從而實現應用隔離的目的。
其好處顯而易見。一是由于應用共享同一個操作系統實例，因此相比虛擬機，占有更少的資源，硬件成本降低。
二是在這種方式中不需要虛擬機，也能夠實現應用彼此隔離，使面向應用的管理更便捷。
這時，操作系統虛擬化就被稱為容器(Container)。
隨后，容器進入“戰國時代”。FreeBSD 4.0推出了Jail，Sun公司發布了Solaris 10的Containers。Cgroups進入Linux內核，可以限定和隔離一組進程所使用的資源(包括CPU、內存、I/O和網絡等)······
當然，在這一系列技術的進步中，造就了不少產業巨頭。依靠虛擬化，VMWare和思杰從獨角獸成長為行業巨頭，紅帽和SuSe也茁壯成長。
02、從Docker到K8s，開源釋放創新活力
率先點燃容器技術火焰的是一家名為Docker的公司，一度Docker就成為容器的代名字。
2013年，Docker開源項目公布，提供了一系列簡便的工具鏈來使用容器，拉開了云原生應用變革的帷幕，讓容器生態圈一日千里。
容器技術的發展需要標準，僅僅依靠Docker的力量，顯然成不了標準。
于是，2015年，包括谷歌、紅帽、Docker、VMware等多家公司和組織作為創始會員成立了CNCF——云原生計算基金會，目的是促進容器技術在云原生領域的應用，降低用戶開發云原生應用的門檻。
CNCF首推的開源項目就是Kubernetes，簡稱K8s。Kubernetes是一個容器應用的編排工具，最早由谷歌的團隊研發，后來開源并捐贈給了CNCF成為種子項目。
由于Kubernetes是廠家中立的開源項目，開源后得到了社區用戶和開發者的廣泛參與和支持。
Kubernetes可以對集群中所有容器化的應用實現編排管理。Docker是一種輕量級容器管理引擎，它可以輕松創建容器和基于容器的應用程序。這二位大神的技術組合可以構建云上的容器技術服務，使得容器云平臺為整個主機集群提供分布式調度與協調，并將所有的資源當作一臺主機進行使用。
雖然市場上的容器編排平臺很多，現在已經出現了Kubernetes獨大的局面，Kubernetes已成為容器編排領域事實上的標準。
據Sysdig 2021年的報告，至少75%的用戶使用Kubernetes。有趣的是，紅帽OpenShift作為一個容器編排平臺，在 Kubernetes之后享有最大的采用率，從去年的9%，大幅躍升到15%。原因可能是OpenShift企業功能與支持混合和多云。
以容器為代表的云原生技術，成為加速企業數字化轉型的利器。IDC預測，容器軟件市場在近幾年呈爆發式增長，并且未來五年仍然會保持超過 40% 的復合增長率。
IDC 預測，到 2025 年，容器基礎架構軟件市場收入將與虛擬化軟件市場、云系統軟件市場齊平，成為近幾年促使軟件定義計算市場增長的新動力。
中國軟件網觀察，基于Kubernetes的容器技術得益迅速發展，并成為云原生時代的事實標準，源于一下幾個優勢：
Kubernetes技術優于傳統基于虛擬機器的虛擬化技術。容器的成功，很大程度上歸功于其對效率和敏捷開發的極大促進。企業通過將大型應用分解為較小的獨立組件、微服務，并將每個組件部署在容器中，這個過程可以由 Kubernetes 完成。
容器便于應用部署和運行，而無需啟動和管理虛擬機機(VM)軟件。雖然虛擬機和容器具有類似的資源配置，但容器提供了一個重要優勢——使用了操作系統虛擬化，最大限度地減少開發維護人員環境的工作，從而更加便攜和高效。
易于維護和成本效益驅動。預計到2025年，基于Kubernetes容器服務市場將達到82億美元，年均增長26.5%。容器化化技術在銀行、醫療保健、零售和電信行業應用尤為突出。在企業中應用容器超過虛擬機VM，必不可少的云原生技術的興起。
云應用普及和云原生的原始驅動力。以容器為代表的云原生技術正在成為釋放云價值的最短路徑，以 Kubernetes為代表的容器技術，已成為云計算的新界面。
可擴展性和模塊化是功能齊全的云基礎設施的兩大支柱，組織轉向Kubernetes，被認為是云原生的基礎，能夠更快地實現云原生。
Kubernetes擁有一個龐大且快速增長的生態系統，服務、支持和工具廣泛可用。目前，幾乎所有的公有云、私有云、混合云服務商，都支持Kubernetes，并將其作為一個重要的投資方向，有望成為發展云原生應用的事實上的標準。同時，基于Kubernetes的工具也如雨后春筍般的涌現。
03、從公有云到混合云，K8s占了半邊天
云原生計算基金會CNCF公布的年度調查結果，可以說是云原生趨勢的一個典型代表，也是容器和Kubernetes展現自己的大舞臺。
在中國軟件網看來，容器和Kubernetes的使用率都在不斷攀升。
根據CNCF 2020年公布的調查結果顯示，84% 的受訪者在生產中使用容器技術，比2018年的73%和2016年首次調查的23%大幅上升。鑒于用戶對微服務的興趣大增，容器使用量大幅增加并不奇怪。
與前一年相比，Kubernetes容器在生產中的使用量也急劇上升。78%的受訪者在生產中使用Kubernetes，與去年的58%相比，增幅明顯。43%的受訪者提到，在生產中的Kubernetes集群介于2～5個之間。
在中國，CNCF的2021年的調查結果顯示，2020年68%的機構在生產過程中使用容器，比去年增長了39%，相比兩年前增長240%。Kubernetes已經無處不在，生產中使用 Kubernetes的比例已從去年72%增長到82%。在中國，Kubernetes 已經成為約定俗成的容器編排器。
在云計算中，公有云容器使用率居首，在中國私有云和混合云的力量不容小覷。
在全球，62%受訪者在公有云中運行工作負載，其余在混合云環境中運行。隨著基于Kubernetes的混合云平臺的推出，CNCF預言，混合云中Kubernetes的采用率將增加。
在中國，公有云重回榜首，混合云和多個云蓄勢待發。調查發現，中國用戶中公有云使用排名第一，46%的調查對象將其作為首選數據中心類別。
另有45%的用戶使用私有云，42%使用混合云，兩項均比去年小幅增長。22%調查對象選擇了多個云。未來隨著越來越多的單位尋求使用最佳解決方案，混合云和多個云有望實現使用增長。
Kubernetes由組件和工具生態系統擴展，可減輕在公有云和私有云中開發和運行應用程序的負擔，支持公有云、私有云、混合云、多云multi-cloud。
另外，Kubernetes沒有鎖定供應商和大量的發展。Kubernetes 出現在云原生計算基金會，意味著它仍然是一個開源工具，將經歷一致的共享開發，而無需供應商鎖定，也可以在多種云中遷移，也意味著組織可以在持續、漸進的基礎上從Kubernetes容器化功能的潛力中獲益。
靈活性和敏捷性是任何希望保持競爭優勢和可持續增長的組織考慮的關鍵因素。Kubernetes簡化了DevOps流程，這意味著更快的部署和開發速度。DevOps的采用已經顯著受到重視：70%的組織聲稱DevOps加快了產品或者服務上市的速度，而86%的組織認識到快速開發和將新產品推向市場的重要性。
雖然Kubernetes不是即插即用，但它允許與市場上許多其他解決方案在更嚴格的限制內進行多平臺、系統和容器管理，使組織能夠利用所需的工具，實現更高層次的增長和開發，降低架構和系統統一分層的復雜性。
04、從云服務商到創新企業，容器市場沸反盈天
公有云服務商和創新型企業是目前中國容器市場的兩大主力。
接受記者采訪的BoCloud博云產品負責人趙安全認為，從業務背景上看，我國容器云服務市場的參與者主要有兩類：
一是綜合云服務商，包括華為、阿里等，在云計算領域擁有豐富資源和完整服務生態的綜合云服務廠商。
這類企業主要依托公有云市場上的優勢，以容器架構為載體向用戶提供有別于傳統虛擬化架構的公有云服務。由于容器早期的用戶多是互聯網客戶，提供公有云服務的廠商在容器的使用和服務提供上積累了比較豐富的經驗。
二是與綜合云服務商在業務領域上形成鮮明對比的專業、獨立的容器創新型廠商，如博云，起步較早，行業經驗豐富，專注服務于企業用戶的私有云需求，為企業提供基于虛擬化或者容器架構的云平臺搭建。
近日，IDC發布的最新的軟件定義計算軟件市場半年跟蹤報告顯示，容器基礎架構軟件市場收入排名前五的廠商分別是華為、阿里巴巴、IBM/紅帽、騰訊、博云。
報告顯示，容器軟件市場有兩大力量。排名前五的廠商中有三家是公有云服務廠商。IBM/紅帽由于在該市場擁有比較大的影響力和豐富的產品組合，位列第三。博云作為起步較早，行業經驗也比較豐富的創新型廠商，在金融領域有著不錯的客戶積累，位列第五。
容器市場賽道分為公有云和私有云兩個領域。
容器市場賽道分為公有云和私有云，分別提供各自領域的方案。
在IDC報告中，公有云廠商為華為、阿里巴巴、騰訊，私有云廠商為IBM/紅帽、博云。
在業務上，兩大領域互相滲透，公有云廠商也提供私有云的容器解決方案，但是往往需要運行在自己的私有云產品上。私有云廠商的產品則可以在不同的私有云和公有云上運行。
在國際市場，哪些容器服務最受歡迎呢?
CNCF2020年的發布的調查顯示，大多數受訪者使用亞馬遜EKS，其次是GKE和 AKS。AWS仍然是運行容器和Kubernetes的首選云。29%的受訪者使用亞馬遜云科技彈性Kubernetes(EKS)服務。
28% 的受訪者選擇Google Kubernetes引擎 (GKE)，并將其作CaaS(容器作為服務)。微軟的Azure Kubernetes服務(AKS)與傳統的ACS引擎相結合，從受訪者中獲得了約25%的支持率。
kubernetes其實已經成為了云原生領域事實上的“操作系統(OS)”，趙安全認為。Kubernetes+容器技術依然是云計算環境下的新一代基礎設施平臺。
