你可以把這個主題想像成：不再是蓋一棟巨大的獨棟別墅（傳統單體應用），而是建造許多獨立的小公寓（微服務），每間公寓都被打包在一個標準化的移動箱子裡（容器），然後這些箱子可以在任何地方快速地部署和管理。
1. Docker 🐳
- 什麼是 Docker？ Docker 是一個開源平台，它能讓你輕鬆地開發、交付和運行應用程式。它的核心概念是「容器 (Container)」。
- 容器 (Container) 是什麼？
- 比喻： 想像一個標準化的、輕便的「打包箱」。這個箱子裡不只裝了你的應用程式本身，還包含了應用程式運行所需的所有東西：程式碼、執行環境、函式庫、系統工具、設定檔，甚至是一個輕量級的作業系統環境。
- 優勢：
- 環境一致性 (Consistency)： 應用程式在任何地方運行，無論是你的筆電、測試伺服器還是生產環境，都因為被打包在同一個容器裡，而擁有完全相同的運行環境。這解決了「在我機器上可以跑，為什麼在你的機器上不行？」的問題。
- 輕量級與隔離： 容器比虛擬機器 (VM) 更輕量、啟動更快。它與宿主機 (Host Machine，運行 Docker 的實體機或虛擬機) 和其他容器之間相互隔離，互不影響。
- 可移植性 (Portability)： 一旦打包成 Docker 容器，就可以在任何支持 Docker 的環境中運行，無需重新配置。
- Docker 的主要元件：
- Docker Image (映像檔) 📸： 這是容器的「藍圖」或「模板」。它是一個不可變的、只讀的打包檔，包含了運行容器所需的所有指令。當你執行一個 Docker Image，就會創建一個 Docker Container。
- Docker Container (容器) 📦： 這是 Docker Image 的「運行實例」。它是一個可運行、隔離的環境，應用程式就在裡面執行。
- Docker Daemon (守護程式) 👻： 運行在宿主機上的背景服務，負責管理 Docker Image、Container、網路、儲存等。
- Dockerfile (腳本) 📜： 一個文字檔，包含了如何從頭建置一個 Docker Image 的指令集。
2. Kubernetes (K8s) ☸️
- 什麼是 Kubernetes (K8s)？ K8s 是一個開源系統，專門用於自動化部署、擴展和管理容器化應用程式。當你運行大量容器，需要協調它們、確保它們正常運行、並且能在負載變化時自動擴展時，Docker 本身就不夠了，你需要 K8s 這樣的「管家」。
- 為什麼需要 K8s？
- 當你的應用程式由十幾個甚至上百個 Docker 容器組成時，手動管理會變得非常困難。
- 你需要確保容器故障時能自動重啟。
- 你需要將網路流量均勻分配給多個容器。
- 你需要根據流量自動增加或減少容器數量。
- 你需要更新應用程式時能平滑過渡，不影響服務。
- K8s 就是為了解決這些容器編排 (Container Orchestration) 的複雜性而誕生的。
- K8s 的主要功能：
- 自動化部署與滾動更新 (Automated Rollouts & Rollbacks)： 可以逐步部署新版本的應用程式，並在出現問題時自動回滾到舊版本。
- 服務發現與負載平衡 (Service Discovery & Load Balancing)： 容器可以自動找到彼此，K8s 會在它們之間自動分配流量。
- 儲存編排 (Storage Orchestration)： 自動掛載你選擇的儲存系統（如雲端儲存、網路儲存）到容器中。
- 自我修復 (Self-Healing)： 如果容器崩潰、節點失效，K8s 可以自動重啟、替換或重新排程容器。
- 機密與配置管理 (Secret & Configuration Management)： 安全地管理敏感資訊（如密碼）和應用程式配置。
- 資源管理 (Resource Management)： 為每個容器分配 CPU 和記憶體資源，並確保它們不會互相搶佔。
- K8s 的核心概念：
- Pod (最小部署單位)： K8s 中最小的可部署計算單元，包含一個或多個容器。通常，一個 Pod 只包含一個應用程式的實例。
- Node (節點)： 運行 K8s 叢集的實體或虛擬機器。
- Cluster (叢集)： 由多個 Node 組成，由 K8s Master 管理。
3. 微服務架構 (Microservices Architecture) 🧩
- 什麼是微服務架構？ 微服務架構是一種軟體架構風格。它不是關於工具，而是關於如何設計和組織你的應用程式。傳統的應用程式通常是單體式 (Monolithic) 的，所有功能都集中在一個巨大的程式碼庫中。微服務則剛好相反。
- 微服務的概念：
- 分解與獨立： 將一個大型應用程式分解成一系列小型、獨立、鬆散耦合的服務。每個服務只專注於執行一個特定的業務功能（例如，訂單服務、用戶管理服務、支付服務）。
- 獨立開發與部署： 每個微服務都可以由一個獨立的團隊開發、使用不同的程式語言和技術棧，並且可以獨立地部署和擴展。
- API 通訊： 這些服務之間透過輕量級的通訊機制（通常是 API，例如 RESTful API 或 gRPC）進行互動，而不是直接呼叫程式碼。
- 微服務的優點：
- 靈活性 (Flexibility)： 每個服務可以獨立更新和部署，不影響其他服務。
- 可擴展性 (Scalability)： 可以只擴展需要更多資源的特定服務，而不是整個應用程式。
- 技術多樣性 (Technology Diversity)： 團隊可以為每個服務選擇最適合的技術。
- 團隊獨立性： 不同的團隊可以獨立工作，加速開發進度。
- 故障隔離 (Fault Isolation)： 一個服務的故障不會直接導致整個應用程式崩潰。
- 微服務的挑戰：
- 複雜性增加： 分布式系統的管理、監控、測試和除錯會更複雜。
- 數據一致性： 跨多個服務的數據一致性是一個挑戰。
- 網路延遲： 服務間的通訊會引入網路延遲。
Docker、Kubernetes 和微服務之間的關係：
它們是黃金組合：- 微服務架構 是理念：定義了如何將應用程式設計成獨立的小塊。
- Docker 是打包工具：提供了一種標準化的方式，將每個微服務打包成可移植、隔離的容器。
- Kubernetes 是管理工具：提供了一個強大的平台，來部署、管理和自動化這些數量的 Docker 容器（微服務）。
這三者的結合，構成了現代雲原生應用程式開發和部署的基石。
