简单来说,可以把 Kubernetes 想象成汽车的发动机,它非常强大、标准、可插拔。而 OpenShift 则是一辆完整的、可以直接上路的豪华汽车,它不仅包含了 K8s 这个发动机,还配备了车身、仪表盘、导航、安全系统、自动驾驶辅助等所有必需的部件,并且全部由一个厂商(红帽)进行了深度整合和测试。
OpenShift 多出来的功能,主要是为了提升开发者生产力、增强企业级安全、简化运维管理这三个目标。这些功能是通过增加一系列**自定义资源(CRD)和控制器(Controller/Operator)**来实现的。
下面我将详细列出 OpenShift 比原生 K8s 多出的核心功能,以及实现这些功能所增加的关键组件。
OpenShift 多出的核心功能及组件
我将从几个维度来为你拆解:
1. 应用开发与生命周期管理 (Developer Experience)
这是 OpenShift 与 K8s 最大的区别之一,它极大地降低了开发人员使用容器平台的门槛。
多出的功能 | 实现方式及新增组件 | 对比原生 K8s |
Source-to-Image (S2I) | 通过 BuildConfig (构建配置) 和 ImageStream (镜像流) 这两个 OpenShift 特有的 CRD 实现。S2I 工具会读取源代码,并使用一个“构建器镜像”(如 Node.js、Python 环境)来自动编译、打包,最终生成一个可运行的容器镜像,存入内部镜像仓库。 | 原生 K8s 没有内建的从代码到镜像的构建能力。你需要自己编写 Dockerfile,并使用外部 CI/CD 工具(如 Jenkins, GitLab CI)来构建和推送镜像。 |
声明式 CI/CD (OpenShift Pipelines) | 集成了开源项目 Tekton。通过 Pipeline、Task 等 CRD,可以直接在 OpenShift 中以 YAML 的形式定义和运行 CI/CD 流水线,实现从代码提交到部署的全自动化。 | 原生 K8s 需要自己集成外部的 CI/CD 工具。Tekton 虽然也可以独立安装在 K8s 上,但 OpenShift 将其深度集成并提供了更好的 UI 和管理体验。 |
增强的 Web 控制台 (Developer Console) | OpenShift 的 Web Console 是一个功能极其丰富的管理界面,特别是它的 "Developer" 视角。它以“应用”为中心,图形化地展示应用的拓扑结构、构建、部署、路由、资源使用情况等,非常直观。 | 原生 K8s 的 Dashboard 功能相对基础,主要以 Pod、Deployment 等底层资源为中心,对不熟悉 K8s 的开发者不太友好。 |
开箱即用的 Serverless (OpenShift Serverless) | 集成了开源项目 Knative。通过 Service, Route, Configuration, Revision 等 Knative CRD,让开发者可以部署“无服务”应用,实现事件驱动和按需扩缩容到零。 | 原生 K8s 需要手动安装和配置 Knative 才能获得 Serverless 能力。 |
2. 安全性 (Security)
OpenShift 的安全策略是“默认安全”,比 K8s 严格得多。
多出的功能 | 实现方式及新增组件 | 对比原生 K8s |
严格的安全上下文约束 (Security Context Constraints - SCC) | SecurityContextConstraints (SCC) 是 OpenShift 独有的资源对象。它定义了一组 pod 可以拥有的权限,例如是否能以 root 身份运行、是否能访问宿主机网络等。默认情况下,所有 Pod 都被分配到 restricted SCC,禁止以 root 运行。 | K8s 使用 PodSecurityPolicy (PSP,已废弃) 或 Pod Security Admission (PSA),但配置相对复杂,且默认策略不如 OpenShift 严格。管理员需要自行配置才能达到类似的安全级别。 |
内置的 OAuth 认证服务器 | OpenShift 内置了一个 OAuth Server,开箱即用地提供了用户认证功能。它可以轻松地与 LDAP、GitHub、GitLab 等身份提供商集成,用于 API 和 Web Console 的登录。 | 原生 K8s 将认证完全交由管理员自己解决。你需要自己部署和配置复杂的认证代理或 Webhook,才能实现类似的用户认证。 |
增强的多租户隔离 (Project) | OpenShift 使用 Project 这个概念来替代 K8s 的 Namespace。Project 本质上是一个带有额外注解和安全策略的 Namespace。它为每个项目自动创建独立的网络(netid)、资源配额和 RBAC 角色,实现了更强的租户隔离。 | K8s 的 Namespace 只是一个逻辑上的资源分组,默认情况下网络是互通的,需要管理员手动配置 NetworkPolicy、ResourceQuota 和 RBAC 来实现隔离。 |
3. 网络 (Networking)
多出的功能 | 实现方式及新增组件 | 对比原生 K8s |
简单易用的应用路由 (Route) | OpenShift 使用 Route 这个 CRD 来暴露服务到集群外部。它比 K8s 的 Ingress 更简单,并由一个开箱即用的 OpenShift Ingress Controller (通常基于 HAProxy) 自动处理。创建 Route 后,应用即可通过 app-name.apps.cluster-domain.com 这样的域名访问。 | K8s 提供了 Ingress 资源规范,但你必须自己选择、安装和配置一个 Ingress Controller(如 Nginx Ingress, Traefik)。 |
集成的服务网格 (OpenShift Service Mesh) | 集成了开源项目 Istio 和 Kiali。通过 Operator 进行一键安装和管理,为微服务提供流量管理、策略执行、遥测收集和可视化能力。 | K8s 需要手动安装和维护复杂的 Istio,集成难度较高。 |
4. 运维与集群管理 (Operations & Management)
多出的功能 | 实现方式及新增组件 | 对比原生 K8s |
全生命周期管理的 Operator 框架 | Operator Lifecycle Manager (OLM) 是 OpenShift 的核心组件。它负责管理集群中所有 Operator 的安装、升级和依赖关系。OperatorHub 则是一个内置的“应用商店”,可以轻松发现和安装经过认证的 Operator。 | Operator 是 K8s 生态的概念,但 K8s 本身不提供管理 Operator 的框架。OLM 和 OperatorHub 是 OpenShift 对其进行的工程化和产品化。 |
集成的监控和告警 | 默认安装并配置好了基于 Prometheus 和 Alertmanager 的监控告警栈。它不仅监控集群核心组件,还能自动发现和监控应用。Web Console 中也深度集成了监控图表。 | 原生 K8s 需要你手动部署和配置 Prometheus 全家桶,并且需要自己编写抓取规则来监控应用。 |
集成的日志系统 | 默认安装并配置好了基于 EFK/Loki 栈(Elasticsearch/Fluentd/Kibana 或 Loki/Promtail/Grafana)的日志聚合系统。可以集中收集所有容器和节点的日志,并提供查询界面。 | 原生 K8s 没有内置的日志聚合方案,需要管理员自行部署和维护。 |
自动化的操作系统和集群升级 | OpenShift 4.x 运行在 Red Hat Enterprise Linux CoreOS (RHCOS) 这个不可变的容器操作系统上。集群的所有组件(包括操作系统)都由 Machine Config Operator (MCO) 等一系列 Operator 管理。升级集群就像点击一个按钮一样简单,Operator 会自动完成从操作系统到 K8s 再到 OpenShift 组件的全栈升级。 | K8s 的升级通常是一个复杂且风险较高的过程,需要手动或借助第三方工具(如 kubeadm)来升级控制平面和工作节点,并且操作系统的升级是独立进行的。 |
5. 镜像管理 (Image Management)
多出的功能 | 实现方式及新增组件 | 对比原生 K8s |
内置的容器镜像仓库 | OpenShift 集群自带一个安全、私有的 Integrated Image Registry。它与 OpenShift 的认证系统和 ImageStream 紧密集成。 | 原生 K8s 不提供镜像仓库,你需要使用外部的仓库,如 Docker Hub、Harbor、GCR 等。 |
镜像流 (ImageStream) | ImageStream 是一个非常强大的 OpenShift 独有资源。它是一个指向一系列镜像版本的虚拟视图。当 ImageStream 中跟踪的外部镜像(如 centos:7)更新时,它可以自动触发新的 S2I 构建和应用重新部署,实现真正的持续部署。 | K8s 的 Deployment 直接引用具体的镜像 tag 或 digest。如果基础镜像更新了,你需要手动修改 Deployment 的 YAML 文件并重新部署。 |
总结
对比维度 | Kubernetes (原生) | OpenShift (企业版 K8s) |
定位 | 核心编排引擎 (Kernel) | 完整的应用平台 (Distribution/OS) |
开发者体验 | 需要开发者精通 Dockerfile 和 CI/CD 工具 | 提供 S2I、Web IDE、CI/CD 流水线,对开发者友好 |
安全性 | 默认宽松,需要管理员手动加固 | 默认安全,内置 SCC、OAuth,租户隔离强 |
网络 | 提供 Ingress 规范,需自备 Controller | 内置 Route 和 Ingress Controller,开箱即用 |
运维 | 组件分散,升级复杂,监控日志需自行搭建 | Operator 驱动,一键升级,内置监控日志告警 |
生态 | 极度灵活,自由选择组件和工具 | 观点明确(Opinionated),提供一套经过整合和支持的解决方案 |
总而言之,OpenShift 通过增加 BuildConfig, ImageStream, Route, SCC, Project, OperatorLifecycleManager 等一系列核心组件,将 Kubernetes 从一个强大的“半成品”变成了一个功能完备、安全可靠、易于使用的企业级“成品”。它牺牲了一定的灵活性,换来了无与伦比的生产力和开箱即用的体验。