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以下是一个结合 Docker、Docker Compose 和 Kubernetes（k8s）的案例，展示三者在应用开发、本地测试和生产部署中的协作关系：

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案例背景

假设我们要开发一个 Web 应用，包含以下组件：

1. 前端：Node.js 编写的 Web 界面
2. 后端：Python Flask 编写的 API 服务
3. 数据库：MySQL 数据库

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阶段 1：开发环境（Docker 和 Docker Compose）

目标：在本地快速启动所有服务，方便开发和调试。

1. 使用 Docker 容器化每个组件：

   • 为每个服务（前端、后端、数据库）编写 Dockerfile，定义容器镜像的构建规则。
   • 例如，后端服务的 Dockerfile：

     FROM python:3.9
     WORKDIR /app
     COPY requirements.txt .
     RUN pip install -r requirements.txt
     COPY . .
     CMD ["flask", "run", "--host=0.0.0.0"]
     

2. 使用 Docker Compose 编排服务：

   • 编写 docker-compose.yml，定义服务间的依赖关系和网络配置：

     version: '3'
     services:frontend:build: ./frontendports:- "3000:3000"backend:build: ./backendports:- "5000:5000"environment:- DB_HOST=mysqlmysql:image: mysql:5.7environment:- MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret
     

3. 一键启动所有服务：

   docker-compose up
   

   • Docker Compose 会按顺序启动 MySQL → 后端 → 前端，并自动创建容器间的专用网络。

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阶段 2：本地测试（Docker Compose 的优势）

• 快速迭代：通过 docker-compose build 和 docker-compose up 快速重建镜像并重启服务。
• 隔离环境：每个服务运行在独立容器中，避免本地环境依赖冲突。
• 依赖管理：MySQL 作为独立容器运行，无需在本地安装。

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阶段 3：生产环境（Kubernetes 接管）

目标：将应用部署到生产集群，实现高可用、自动扩缩容和故障恢复。

1. 将 Docker 镜像推送到镜像仓库：

   docker-compose build
   docker tag frontend my-registry/frontend:v1
   docker push my-registry/frontend:v1
   # 类似推送后端和数据库镜像
   

2. 编写 Kubernetes 部署文件：

   • 为每个服务创建 Kubernetes 资源（如 Deployment 和 Service）。
   • 例如，后端服务的 Deployment：

     apiVersion: apps/v1
     kind: Deployment
     metadata:name: backend-deployment
     spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: backendtemplate:metadata:labels:app: backendspec:containers:- name: backendimage: my-registry/backend:v1env:- name: DB_HOSTvalue: mysql-service
     

3. 使用 Kubernetes 部署：

   kubectl apply -f mysql-deployment.yaml
   kubectl apply -f backend-deployment.yaml
   kubectl apply -f frontend-deployment.yaml
   

   • Kubernetes 会在集群中调度容器，管理副本、网络和负载均衡。

4. 生产环境能力：

   • 自动扩缩容：根据 CPU 使用率自动扩展后端副本数。
   • 服务发现：通过 mysql-service 名称自动解析数据库地址。
   • 故障恢复：如果某个容器崩溃，Kubernetes 会自动重启它。

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三者的核心关系总结

工具	角色	适用场景
Docker	容器化单个服务	构建和运行单个容器
Docker Compose	编排多个容器（单机环境）	本地开发、测试环境
Kubernetes	编排容器集群（分布式环境）	生产环境、大规模部署

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关键协作流程

1. 开发阶段：用 Docker 容器化每个组件，用 Docker Compose 简化多容器协作。
2. 测试阶段：通过 Docker Compose 在本地模拟完整环境。
3. 生产阶段：用 Kubernetes 管理容器集群，实现高可用和自动化运维。

注：从 Docker Compose 到 Kubernetes 的过渡工具（如 kompose convert）可将 docker-compose.yml 转换为 Kubernetes 资源文件，但生产环境通常需要手动优化配置。