docker与k8s的异同

容器化技术已经成为现代云计算和DevOps的核心组成部分，而 Docker 和 Kubernetes（K8S） 是其中最重要的两个工具。很多人对它们的定位和关系感到困惑：

Docker 负责什么？
Kubernetes 又负责什么？
它们的网络模型有何不同？

本文将从 架构定位、核心功能、网络模型 三个方面深入对比，帮助你彻底理解二者的关系与差异。

1. Docker 与 Kubernetes 的定位与关系

(1) Docker：单机容器运行时

核心功能：
- 创建、运行和管理单个容器（应用打包与隔离）。
- 提供镜像构建（Dockerfile）和分发（Docker Hub）。
适用场景：
- 本地开发、测试环境。
- 单机部署简单应用。

(2) Kubernetes：容器编排系统

核心功能：
- 管理多个容器化应用的部署、伸缩、负载均衡。
- 自动化运维（自愈、滚动更新、服务发现）。
适用场景：
- 生产环境的大规模集群管理。
- 微服务架构（数百个容器的协同）。

类比理解：

Docker 像是一台“集装箱卡车”，负责单个容器的运输。

Kubernetes 像是“全球物流系统”，调度成千上万的卡车和集装箱。

2. 核心区别对比

特性	Docker	Kubernetes (K8S)
核心目标	创建和运行容器	编排和管理多个容器
集群支持	单机（需 Swarm 扩展集群能力）	原生支持多节点集群
伸缩性	手动	自动扩缩容（HPA）
服务发现	需手动配置或依赖第三方工具	内置 DNS 和服务发现（Service）
存储管理	本地卷或插件	支持 PV/PVC（动态存储）
网络模型	单机网络（bridge/host/none）	集群级网络（CNI 插件）

3. 网络模型详解

(1) Docker 网络

Docker 的网络是单机级别的，主要模式包括：

bridge（默认）：
- 容器通过虚拟网桥（docker0）通信，分配私有 IP。
- 外部访问需端口映射（-p 8080:80）。
  1
  docker run -p 8080:80 nginx # 映射主机端口
**host**：
- 容器直接使用主机网络栈（无隔离，性能高）。
  1
  docker run --network=host nginx
**none**：
- 无网络（仅用于特殊场景）。

局限性：

跨主机通信需手动配置（如 Overlay 网络或第三方工具）。

(2) Kubernetes 网络

K8S 的网络是集群级别的，核心要求：

所有 Pod 之间可以直接通信（无论是否在同一节点）。

关键组件：

Pod 网络：
- 每个 Pod 拥有唯一 IP（容器共享网络命名空间）。
- 通过 CNI（Container Network Interface）插件实现：
  - Calico（BGP 路由）
  - Flannel（Overlay 网络）
  - Cilium（eBPF 高性能）
Service 网络：
- 为 Pod 提供稳定的虚拟 IP（VIP）和负载均衡。
- 类型包括：
  - ClusterIP（集群内访问）
  - NodePort（主机端口暴露）
  - LoadBalancer（云厂商 LB 集成）
Ingress：
- 管理外部 HTTP/S 流量路由（如 Nginx Ingress Controller）。

示例流量路径：

graph LR
    A[外部用户] --> B[Ingress]
    B --> C[Service]
    C --> D[Pod 1]
    C --> E[Pod 2]

4. 如何选择？

只用 Docker：
- 适合本地开发、单机应用。
- 例子：快速运行一个 PostgreSQL 容器。
  1
  docker run -d --name postgres -e POSTGRES_PASSWORD=123456 postgres

使用 Kubernetes：

适合生产环境、微服务架构。

例子：部署一个高可用的 Web 应用：

# deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-app
spec:
  replicas: 3
  template:
    containers:
    - name: nginx
      image: nginx:latest