資訊科普系列(8) — Virtual Machines vs. Containers vs. Kubernetes
什麼是 Virtual Machine(VM)?
Virtual Machine 是由軟體組成之電腦，被視為在實體機器中運行的沙箱執行環境。透過軟體模擬，VM 如同實體電腦，也有作業系統（OS）、處理器、記憶體、硬碟、網路介面卡等資源，能執行的功能幾乎完全與實體電腦一樣，換言之，是以 OS 為單位的虛擬化技術。
什麼是 Container?
Container 為輕量的獨立套件，其中封裝了完整的執行階段環境，包含必要的執行檔、二進位程式碼、程式庫和組態檔等，藉此排除可移轉性和相容性等問題，換言之，是以應用程式為單位的虛擬化技術。
什麼是 Kubernetes?
Kubernetes 名稱源自希臘文，意為「船長」，也被簡稱為 K8s（因字首 K 和字尾 s 中間有八個英文字母），是由 Google 開發，於 2014 年發布為開放原始碼軟體，以部署、擴充和管理 containerized applications 為設計核心。K8s 以叢集（Cluster）形式運作，由一組被稱為節點（Node）的實體或虛擬機器所組成。
應用程式部署環境演進
- 實體伺服器：由硬體和 OS 組成基礎架構，讓使用者於架構中部署、執行和管理應用程式。
- 伺服器虛擬化：以軟體（Hypervisor）運行實體資源配置與優化的架構，可將實體機器分割為多個獨一無二且相互隔離的 VM。和實體伺服器部署環境相比，全虛擬化讓使用者能用數量較少的實體機器，以單一作業系統（Host OS）建置能運行各式作業系統（Guest OS）的 VM，以便使用者開發、測試和部署應用程式。
- Containerization：由於伺服器虛擬化須在 VM 安裝 Guset OS，衍生系統資源佔據和啟動時間較長等問題，共用 Host OS 的 Container 代表輕量、快速和彈性，除了建立嚴格的資源控管機制，以分配 Host OS 的系統資源外，也為部署和擴充分散式應用程式與微服務（Microservices），提供更好的架構支援。
- Kubernetes：因一套應用程式通常須由多個 Container 組成，為穩定部署環境、管理資源或權限分配，K8s 扮演 Container Orchestrator，以叢集的形式運行，最小單位為 Pod，除了支援多種 Container runtime，還能依設定檔（yaml），於各個 Pod 內運行一或多個 Container，達到自動化部署與管理 Container，讓維運更加簡單、有效率。
