为什么 Kubernetes 会成为云时代的“操作系统”

Kubernetes 的使用增加，谷歌创建的开源编排系统并未出现在 IT 基础设施的所有领域，但它已经完全占领云原生应用程序的部署。

自计算机时代伊始，IT 就被操作系统（MS-DOS、Unix、Linux、Windows、macOS、Android、iOS）定义为四分卫。新的研究表明，2023 年的主要参与者和市场份额保持不变，但随着我们进入神秘的新 Web3 时代，地平线上还有一颗冉冉升起的新星。

令少数人惊讶的是，这颗明星就是 Kubernetes。云原生计算基金会 (CNCF) 报告如是说，这是一个“操作系统”——好吧，实际上是现代 IT 技术栈中操作管理的基础层—— Kubernetes 已经成功地向迈进了云计算的主流，并见证了它的实例数量在短短几年内大幅增加。

71% 的组织在 Kubernetes 中运行数据库和缓存，同比增长 48%。与消息中间件（增长 36%）一起，组织越来越多地使用数据库和缓存来保存应用程序工作负载状态。

Kubernetes 起源

Kubernetes 普遍使用还不到十年，它使用微服务编排和部署容器来运行工作负载。CNCF 调查的受访者中有 44%（包括 2,063 名合格专业人员）已经在几乎所有应用程序和业务部门中使用容器，另有 35% 的受访者表示容器至少用于一些生产应用程序。这些虚拟机技术已很好地嵌入数据系统 20 多年，但在生产用例中正在迅速被取代，这对虚拟机等竞争技术构成了重大威胁。

Kubernetes 最初由 Google 工程师Craig McLuckie、Joe Beda和Brendan Burns于 2013 年开发和设计，现已迅速发展成为全球最受欢迎的开源项目之一。然而，编排系统的使用增加并不是在 IT 基础设施的所有角落都很明显。

因此，Kubernetes 正在发生的事情是我们越来越多地使用它以及越来越复杂的（云原生）应用程序，但那些（细分市场）根本就没有增长。这些没有使用 Kubernetes 的组织大多来自一些小公司，只要是增长的应用程序都在云原生中。

企业正在尝试不同的方法在云中部署 Kubernetes 并取得成功。Dynatrace 在其Kubernetes in the Wild 2023 报告中指出，在 2021 年，在典型的 Kubernetes 集群中，应用程序工作负载占了大部分 pod (59%)。那时，所有非应用程序工作负载（系统和辅助工作负载）所起的作用相对较小。

然而，一年后，这幅画很快就被扭转了。到 2022 年，随着组织越来越多地采用安全控制、服务网格、消息传递系统和可观察性工具等先进的 Kubernetes 平台技术，辅助工作负载数量超过应用程序工作负载（63% 对 37%）。与此同时，组织尝试将 Kubernetes 用于更广泛的用例，例如构建数据管道、调度实用程序工作负载和其他任务。

因此成为云原生应用程序的虚拟“操作系统”，Kubernetes 成为运行几乎任何应用的平台——多功能性是其至高无上的荣耀。

容器是新常态，WebAssembly 是未来

CNCF 还发现，随着容器在 2022 年成为主流，无服务器架构的采用正在为 WebAssembly 奠定基础，这在本次调查中首次被问及。总体而言，37% 的组织表示有一些使用 WebAssembly 部署应用程序的经验。尽管许多人仍在亲自测试它们，但 WasmEdge 和 WAMR 是使用最多的运行时。

WebAssembly 或 Wasm 被证明是一种非常实用的方法，可以在网络浏览器上运行代码，充当各种编译器，它作为一种语言运行得非常好，万维网联盟 (W3C)在 2019 年将其命名为网络标准，从而成为与 HTML、CSS 和 JavaScript 并列的第四个网络标准。

WebAssembly 被视为容器的有效负载，一种对服务网格等边车服务进行编程的方式，以及一种向边缘设备交付和编排工作负载的替代方案。

2022 年 CNCF 项目的采用率增加

该报告的其他亮点包括：

• 响应者报告的使用和部署容器的最大挑战是缺乏培训和安全性。事实上，缺乏培训是阻碍采用的最重要障碍；这是 44% 尚未在生产中部署容器的人和 41% 有限使用容器的人提到的最大挑战。一旦容器被用于几乎所有应用程序，那么安全性就成为首要挑战。
• CNCF 孵化和毕业项目的采用在 2022 年有所增加，其中OpenTelemetry和Argo 的使用量跃升幅度最大。前者从 2020 年的 4% 上升到 2022 年的 20%，后者从 10% 上升到 28%。同时，Containerd（36% 到 56%）和CoreDNS（48% 到 56%）是使用和评价增幅最大的毕业项目。
• 持续集成和交付(CI/CD) 技术同比增长 43%，这表明组织正在将更多的 Kubernetes 集群用于运行软件构建、测试和管道部署。