Cos'è Kubernetes?
Kubernetes è l'orchestratore più diffuso per l'installazione e la scalabilità di sistemi containerizzati. È possibile utilizzare Kubernetes per creare e distribuire in modo affidabile le proprie applicazioni che utilizzano soluzioni Cloud. In questo articolo verrà spiegato cosa può fare Kubernetes e come iniziare a eseguire le proprie soluzioni per container.
Cos'è Kubernetes?
Kubernetes è un sistema open source che automatizza le operazioni di sviluppo dei container. È stato originariamente sviluppato per Google, ma è ora gestito nell'ambito della Cloud Native Computing Foundation (CNCF).
Kubernetes si è imposto perché risolve numerosi problemi legati all'utilizzo di container in produzione. Semplifica il lancio di repliche illimitate di container, la loro distribuzione su più host fisici e la realizzazione di una rete che permette di accedere ai servizi.
La maggior parte degli sviluppatori inizia con l'utilizzo di container con Docker . Sebbene sia uno strumento completo, è un utensile di livello relativamente basso basato su comandi CLI che interagiscono con un unico contenitore alla volta.
Kubernetes fornisce astrazioni di livello molto superiore che consentono di definire le applicazioni e la loro infrastruttura utilizzando modelli dichiarativi su cui è possibile collaborare.
Come funziona Kubernetes?
Kubernetes è conosciuto per essere complesso, perché ha diversi elementi mobili. Comprendere le basi della loro integrazione ti aiuterà a comprendere il funzionamento di Kubernetes.
Un ambiente Kubernetes è chiamato cluster . Include uno o più nodi . Un nodo è semplicemente una macchina che eseguirà i tuoi container . Può trattarsi di un hardware fisico o di una VM (macchina virtuale o Virtual Machine in inglese).
Oltre ai nodi, il cluster dispone anche di un piano di controllo . Il piano di controllo coordina tutte le operazioni del cluster. Permette di pianificare nuovi container sui nodi disponibili e di fornire il servizio Kubernetes con cui interagisci.
È possibile eseguire un cluster con più istanze di un piano di controllo per creare una configurazione ad alta disponibilità con maggiore resilienza.
Ecco i principali componenti di Kubernetes:
Kube-apiserver
Questa è la parte del piano di controllo che esegue il server API. È l'unico modo per interagire con un cluster Kubernetes in esecuzione. È possibile inviare comandi al server API utilizzando la CLI Kubectl o un client HTTP.
Kube-controller-manager
Il controller manager avvia ed esegue i controller incorporati di Kubernetes. Un controller è essenzialmente un ciclo di eventi che esegue azioni dopo le modifiche apportate al cluster. Creano, ridimensionano ed eliminano oggetti in risposta a eventi quali richieste API o aumento del carico.
Kube-scheduler
Lo scheduler assegna nuovi Pod (container) ai nodi del cluster. Determina quali nodi possono soddisfare i requisiti del pod e quindi seleziona la posizione ottimale per massimizzare le prestazioni e l'affidabilità.
Kubelet
Kubelet è un processo di lavoro che viene eseguito su ogni nodo. Mantiene la comunicazione con il piano di controllo di Kubernetes per ricevere le sue istruzioni. Kubelet è responsabile del recupero delle immagini dei container e dell'avvio dei container in risposta alle richieste di pianificazione.
kube-proxy
Il proxy è un altro componente presente sui singoli nodi. Configura il sistema di rete dell’host in modo che il traffico possa raggiungere i servizi del cluster.
Kubectl è in genere l'ultimo elemento di un ambiente Kubernetes funzionale. Questa CLI ti servirà per interagire con il cluster e i suoi oggetti. Una volta configurato il cluster, è possibile installare anche il dashboard ufficiale o una soluzione di terze parti per controllare Kubernetes da un’interfaccia grafica.
Vantaggi di Kubernetes
Kubernetes e la containerizzazione offrono numerosi vantaggi ad aziende e fornitori che cercano di creare e mantenere applicazioni scalabili, resilienti e portatili. Ecco alcuni dei principali vantaggi di Kubernetes:
Containerizzazione
Kubernetes si basa sulla tecnologia di containerizzazione, come Docker, per incapsulare le applicazioni e le loro dipendenze in unità leggere e isolate chiamate container. I container offrono numerosi vantaggi, tra cui un migliore utilizzo delle risorse, un facile imballaggio delle applicazioni e un comportamento coerente in ambienti diversi.
Scalabilità
Kubernetes permette una scalabilità delle applicazioni senza sforzo. Ti permette di far evolvere le tue applicazioni microservizi orizzontalmente, aggiungendo o rimuovendo istanze, chiamate pods, in funzione del carico di lavoro. In questo modo è possibile assicurarsi che l'applicazione sia in grado di gestire un aumento del traffico o di adattarsi a esigenze in termini di risorse più elevate. Questo migliora le prestazioni e la reattività ed è particolarmente necessario durante la migrazione del carico di lavoro verso DevOps.
High availability
Kubernetes supporta l'alta disponibilità fornendo meccanismi automatizzati di failover e bilanciamento del carico. Può riavviare automaticamente i container difettosi, sostituire le istanze malsane e ripartire il traffico tra le istanze sane. in questo modo l’applicazione resta disponibile anche in caso di malfunzionamenti dell’infrastruttura o dei container. In questo modo è possibile ridurre il downtime e migliorare l'affidabilità.
Efficienza delle risorse:
Kubernetes ottimizza l'allocazione e l'utilizzo delle risorse grazie alle sue capacità di pianificazione avanzate. Distribuisce in modo intelligente i container sui nodi in base alla disponibilità delle risorse e alle esigenze del carico di lavoro. In questo modo è possibile ottimizzare l'utilizzo delle risorse di IT, ridurre gli sprechi e i costi.
Riparazione automatica:
Kubernetes è dotato di funzionalità di riparazione automatica, ovvero rileva ed elabora automaticamente i problemi nell'ambiente dell'applicazione. In caso di malfunzionamento di un container o di un nodo, Kubernetes può riprogrammare i container su nodi sani. Può anche sostituire le istanze difettose ed effettuare aggiornamenti automatici senza interrompere la disponibilità globale dell'applicazione.
Portabilità:
Kubernetes offre la portabilità, che permette di spostare facilmente le applicazioni tra diversi ambienti, come i datacenter on-premise, il Public Cloud o le configurazioni ibride. L'approccio incentrato sui container garantisce che le applicazioni e le loro dipendenze siano raggruppate. In questo modo si riduce il rischio di problemi di compatibilità e si garantisce un'implementazione trasparente su diverse piattaforme dell'infrastruttura.
Facilitazione del DevOps:
Kubernetes favorisce la collaborazione tra i team di sviluppo e quelli operativi fornendo una piattaforma unificata per l'installazione e la gestione delle applicazioni. Consente agli sviluppatori di definire configurazioni di applicazioni sotto forma di codice utilizzando manifesti Kubernetes, consentendo deploy ripetibili e controllati per versione.
I team operativi possono utilizzare Kubernetes per automatizzare i flussi di lavoro dei deploy, monitorare lo stato delle applicazioni e implementare pipeline di integrazione e consegna continue (CI/CD).
Tipi di applicazioni che utilizzano Kubernetes
Kubernetes può essere utilizzato per sviluppare un'ampia gamma di applicazioni, tra cui applicazioni Web, microservizi, database, ecc. Esplora i diversi tipi di applicazioni che possono essere implementate su Kubernetes.
Applicazioni Web
Le applicazioni Web sono il tipo più comune di applicazioni implementate su Kubernetes. Sono generalmente composte da diversi container, tra cui un server Web, un server di applicazioni e un database. Kubernetes può facilmente gestire questi container e assicurarsi del loro corretto funzionamento. Kubernetes ti permette di sviluppare facilmente le tue applicazioni Web, sia orizzontalmente che verticalmente, in funzione della richiesta.
Le applicazioni Web sono anche molto adatte per la loro capacità di essere implementate rapidamente e in modo continuo. Mentre le applicazioni con lunghi stati di esecuzione possono essere ospitate su Kubernetes, le applicazioni Web hanno generalmente un ciclo di vita molto breve per l'elaborazione delle loro richieste. Questo significa che possono passare rapidamente a una nuova versione senza impatto sugli utenti finali.
Microservizi
Kubernetes è una piattaforma eccellente per installare microservizi, in quanto ti permette di installare ogni microservizio come container separato. In questo modo è più semplice scalare in modo indipendente i singoli microservizi e aggiornare e distribuire nuove versioni di un microservizio senza incidere sul resto dell'applicazione.
Database
I database sono componenti essenziali di numerose applicazioni, e Kubernetes può essere utilizzato anche per installarli e gestirli. Esistono diversi tipi di database che possono essere distribuiti su Kubernetes, in particolare SQL, NoSQL e i database chiave-valore (conosciuti anche come KVS o Key-Value Store ).
Kubernetes fornisce funzionalità come gli insiemi con stato e i volumi persistenti che ti permettono di distribuire database e garantire la persistenza dei loro dati anche se i container vengono riavviati o spostati verso un altro nodo.
Quando sei nel Cloud, puoi utilizzare EC2 (o una soluzione equivalente) per creare uno storage persistente e rapido direttamente sui tuoi container. Anche lo spostamento di questo storage in un nuovo container è banale. Le soluzioni in loco sono molto più varie e complesse da gestire. Presta attenzione in questo ambito, perché i problemi di storage possono rapidamente porre fine alle avventure con i database Kubernetes.
Big Data
Kubernetes può anche essere utilizzato per implementare applicazioni Big Data come Apache Spark e Hadoop. Queste applicazioni richiedono un gran numero di risorse per funzionare e Kubernetes può gestire queste risorse in modo efficace. Kubernetes può essere utilizzato anche per orchestrare il deploy di diversi componenti Big Data, come l'ingestione, l'elaborazione e l'archiviazione dei dati.
Apprendimento automatico
Kubernetes fornisce funzionalità quali le quote delle risorse e i limiti delle risorse che possono essere utilizzati per garantire il corretto funzionamento dei modelli di apprendimento automatico.
IoT
L'Internet delle cose (IoT) è un settore in piena espansione che consiste nel collegare dispositivi fisici a Internet. Kubernetes può essere utilizzato per installare e gestire applicazioni IoT, incluse le applicazioni di edge computing.
Soluzioni per container
Le soluzioni container sono perfette per Kubernetes, in quanto offrono un'orchestrazione potente e flessibile per gestire i deploy di container su larga scala. Con Kubernetes, puoi installare e gestire facilmente soluzioni di container in ambienti Cloud o in loco.
OVHcloud e Kubernetes
Servizio Managed Kubernetes® gratuito per orchestrare i container
Kubernetes® è l'orchestratore di container di riferimento del settore, utilizzato da ogni tipo di azienda. Semplifica l’implementazione, la resilienza e la scalabilità delle applicazioni, anche nell’ambito di infrastrutture ibride o multicloud.
Il servizio Managed Kubernetes® si basa sulle istanze Public Cloud di OVHcloud e, grazie ai nostri Load Balancer e ai dischi aggiuntivi integrati, permette di ospitare qualsiasi tipo di attività garantendone la totale reversibilità.
FAQ
Differenze tra Kubernetes e Docker?
Docker esegue il confezionamento e l'installazione delle applicazioni in container leggeri, mentre Kubernetes automatizza l'installazione e la gestione di questi container su scala mondiale. Insieme formano un potente ecosistema per lo sviluppo e la gestione di applicazioni moderne.
Kubernetes è uno strumento DevOps?
Kubernetes, ampiamente utilizzato nelle pratiche DevOps, automatizza l'installazione, la gestione e la scalabilità delle applicazioni, facilitando la collaborazione tra i team di sviluppo e operativi per installazioni agili e scalabili.