Docker Compose 和 Kubernetes（k8s）区别

news2025/4/25 12:49:14

前言：Docker Compose 和 Kubernetes（k8s）是容器化技术中两个常用的工具，但它们的定位、功能和适用场景有显著区别。以下是两者的核心对比：

1. 定位与目标

特性	Docker Compose	Kubernetes (k8s)
核心目标	简化多容器应用的本地开发与测试	自动化管理容器化应用的生产级编排
适用场景	单机环境（开发、测试、简单部署）	多节点集群（生产环境、大规模微服务）
复杂度	简单易用，适合快速启动	复杂但功能强大，学习曲线陡峭

2. 功能对比

Docker Compose

容器编排：通过 docker-compose.yml 定义多容器服务、网络、卷的依赖关系。
单机运行：所有容器在单个主机（如本地开发机）上运行。
快速启停：一条命令（docker-compose up）即可启动所有服务。
配置简化：适合定义服务间的简单依赖（如数据库 + Web 应用）。
局限性：
- 无自动扩缩容、故障恢复、负载均衡等生产级功能。
- 不支持多节点集群管理。

Kubernetes

集群管理：自动化管理跨多个节点的容器部署、调度和生命周期。
核心功能：
- 自动扩缩容：根据 CPU/内存使用率动态调整副本数（Horizontal Pod Autoscaler）。
- 自愈能力：自动重启崩溃的容器、替换不可用节点上的 Pod。
- 服务发现与负载均衡：通过 Service 和 Ingress 暴露服务并分发流量。
- 滚动更新与回滚：无缝升级应用版本，支持快速回退。
- 存储编排：动态挂载持久化存储（PV/PVC）。
- 配置与密钥管理：通过 ConfigMap 和 Secret 集中管理配置。
适用场景：
- 微服务架构、高可用生产环境、混合云部署。

3. 架构差异

Docker Compose 架构

单机架构：
- 所有容器运行在单个 Docker 引擎上。
- 通过本地网络和卷实现服务间通信和数据共享。
- 无集群概念，无节点管理。

Kubernetes 架构

集群架构：
- 控制平面（Control Plane）：包括 API Server、Scheduler、Controller Manager、etcd 等，负责集群状态管理。
- 工作节点（Worker Nodes）：运行容器化的应用负载（Pod），每个节点包含 kubelet、kube-proxy 等组件。
- 网络与存储：通过 CNI（容器网络接口）和 CSI（容器存储接口）插件扩展功能。
- 声明式 API：用户通过 YAML 文件描述期望状态，由 Kubernetes 自动实现。

4. 配置文件示例

Docker Compose (docker-compose.yml)

定义服务、网络、卷的简单依赖：

version: "3"
services:
  web:
    image: nginx:latest
    ports:
      - "80:80"
  db:
    image: postgres:13
    environment:
      POSTGRES_PASSWORD: example

Kubernetes (deployment.yaml)

定义 Deployment、Service 等资源的复杂配置：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    app: web
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: LoadBalancer

5. 适用场景总结

场景	Docker Compose	Kubernetes
本地开发与测试	✅ 快速启动多容器环境	❌ 过于复杂
单服务简单部署	✅ 适合小项目或原型验证	❌ 杀鸡用牛刀
生产环境高可用	❌ 无自动扩缩容、自愈能力	✅ 核心优势
微服务与跨节点集群	❌ 无法管理多节点	✅ 自动化调度与跨节点通信
混合云/多云部署	❌ 不适用	✅ 统一管理不同云平台的集群

6. 如何选择？

开发阶段：
- 使用 Docker Compose 快速搭建本地环境，简化依赖管理。
- 通过 docker-compose up 一键启动服务链（如前端 + API + 数据库）。
生产环境：
- 使用 Kubernetes 实现自动化运维，确保高可用、弹性扩展和故障恢复。
- 结合 Helm 等工具管理复杂的应用配置。
平滑迁移：
- 工具 Kompose 可将 docker-compose.yml 转换为 Kubernetes 资源定义（但需手动调整适配生产需求）。
- 开发和生产环境可共享部分配置（如容器镜像、环境变量）。