通过案例讲述docker,k8s,docker compose三者的关系

以下是一个结合 Docker、Docker Compose 和 Kubernetes（k8s）的案例，展示三者在应用开发、本地测试和生产部署中的协作关系：

案例背景

假设我们要开发一个 Web 应用，包含以下组件：

1. 前端：Node.js 编写的 Web 界面
2. 后端：Python Flask 编写的 API 服务
3. 数据库：MySQL 数据库

阶段 1：开发环境（Docker 和 Docker Compose）

目标：在本地快速启动所有服务，方便开发和调试。

1. 使用 Docker 容器化每个组件：

   • 为每个服务（前端、后端、数据库）编写 Dockerfile，定义容器镜像的构建规则。
   • 例如，后端服务的 Dockerfile：

     FROM python:3.9
     WORKDIR /app
     COPY requirements.txt .
     RUN pip install -r requirements.txt
     COPY . .
     CMD ["flask", "run", "--host=0.0.0.0"]
     

2. 使用 Docker Compose 编排服务：

   • 编写 docker-compose.yml，定义服务间的依赖关系和网络配置：

     version: '3'
     services:
       frontend:
         build: ./frontend
         ports:
           - "3000:3000"
       backend:
         build: ./backend
         ports:
           - "5000:5000"
         environment:
           - DB_HOST=mysql
       mysql:
         image: mysql:5.7
         environment:
           - MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret
     

3. 一键启动所有服务：

   docker-compose up
   

   • Docker Compose 会按顺序启动 MySQL → 后端 → 前端，并自动创建容器间的专用网络。

阶段 2：本地测试（Docker Compose 的优势）

• 快速迭代：通过 docker-compose build 和 docker-compose up 快速重建镜像并重启服务。
• 隔离环境：每个服务运行在独立容器中，避免本地环境依赖冲突。
• 依赖管理：MySQL 作为独立容器运行，无需在本地安装。

阶段 3：生产环境（Kubernetes 接管）

目标：将应用部署到生产集群，实现高可用、自动扩缩容和故障恢复。

1. 将 Docker 镜像推送到镜像仓库：

   docker-compose build
   docker tag frontend my-registry/frontend:v1
   docker push my-registry/frontend:v1
   # 类似推送后端和数据库镜像
   

2. 编写 Kubernetes 部署文件：

   • 为每个服务创建 Kubernetes 资源（如 Deployment 和 Service）。
   • 例如，后端服务的 Deployment：

     apiVersion: apps/v1
     kind: Deployment
     metadata:
       name: backend-deployment
     spec:
       replicas: 3
       selector:
         matchLabels:
           app: backend
       template:
         metadata:
           labels:
             app: backend
         spec:
           containers:
             - name: backend
               image: my-registry/backend:v1
               env:
                 - name: DB_HOST
                   value: mysql-service
     

3. 使用 Kubernetes 部署：

   kubectl apply -f mysql-deployment.yaml
   kubectl apply -f backend-deployment.yaml
   kubectl apply -f frontend-deployment.yaml
   

   • Kubernetes 会在集群中调度容器，管理副本、网络和负载均衡。

4. 生产环境能力：

   • 自动扩缩容：根据 CPU 使用率自动扩展后端副本数。
   • 服务发现：通过 mysql-service 名称自动解析数据库地址。
   • 故障恢复：如果某个容器崩溃，Kubernetes 会自动重启它。

三者的核心关系总结

关键协作流程

1. 开发阶段：用 Docker 容器化每个组件，用 Docker Compose 简化多容器协作。
2. 测试阶段：通过 Docker Compose 在本地模拟完整环境。
3. 生产阶段：用 Kubernetes 管理容器集群，实现高可用和自动化运维。

注：从 Docker Compose 到 Kubernetes 的过渡工具（如 kompose convert）可将 docker-compose.yml 转换为 Kubernetes 资源文件，但生产环境通常需要手动优化配置。