Wat is Kubernetes?
Kubernetes is de populairste orkestrator voor het implementeren en opschalen van containersystemen. U kunt Kubernetes gebruiken om op een betrouwbare manier uw applicaties te creëren en te distribueren die cloud-oplossingen gebruiken. In dit artikel leert u wat Kubernetes kan doen en hoe u uw eigen containeroplossingen kunt gaan uitvoeren.
Wat is Kubernetes?
Kubernetes is een opensource systeem dat taken rondom containerimplementatie automatiseert. Het is oorspronkelijk ontwikkeld door Google, maar wordt nu onderhouden door de Cloud Native Computing Foundation (CNCF).
Kubernetes is zo groot geworden, omdat het veel problemen oplost rond het gebruik van containers in productie. Het vergemakkelijkt het starten van een onbeperkt aantal replica's van containers, het distribueren ervan op meerdere fysieke hosts en het opzetten van een netwerk dat toegang biedt tot uw services.
De meeste ontwikkelaars beginnen containers te gebruiken met Docker. Hoewel het een compleet hulpmiddel is, heeft het een vrij laag niveau en gebruikt het CLI-opdrachten die op één container tegelijk werken.
Kubernetes biedt abstracties op een veel hoger niveau. Hiermee kunt u applicaties en hun infrastructuur definiëren met declaratieve modellen waaraan u kunt samenwerken.
Hoe werkt Kubernetes?
Kubernetes staat bekend als complex, omdat het meerdere mobiele onderdelen heeft. Door basaal te begrijpen hoe ze met elkaar verweven zijn, kunt u beter begrijpen hoe Kubernetes werkt.
Een Kubernetes-omgeving wordt een cluster genoemd. Het bevat een of meer nodes. Een node is gewoon een machine waarop uw containers draaien. Dit kan fysieke hardware zijn of een VM (virtuele machine of Virtual Machine in het Engels).
Naast de nodes heeft het cluster ook een “control plane”. Het control plane coördineert alle bewerkingen van het cluster. Hiermee kunt u nieuwe containers plannen op de beschikbare nodes en de Kubernetes-service leveren waarmee u interageert.
U kunt een cluster met meerdere instances van een control plane uitvoeren om een high-availability configuratie met meer resilience te maken.
Dit zijn de belangrijkste componenten van Kubernetes:
Kube-apiserver:
Dit is het deel van het control plane waarop de API-server draait. Dit is de enige manier om met een Kubernetes-cluster te interageren die uitgevoerd wordt. U kunt commando’s naar de API-server verzenden met de Kubectl CLI of met een HTTP-client.
Kube-controller-manager:
De controllermanager start de ingebouwde controllers van Kubernetes op en voert deze uit. Een controller is in wezen een event-loop die acties toepast na wijzigingen in uw cluster. Ze maken, schalen en verwijderen objecten als reactie op gebeurtenissen zoals een API-verzoek of een toegenomen workload.
Kube-scheduler:
De scheduler wijst nieuwe Pods (containers) toe aan de nodes van uw cluster. Het bepaalt welke nodes aan de vereisten van de pod kunnen voldoen en kiest de beste locatie voor maximale prestaties en betrouwbaarheid.
Kubelet:
Kubelet is een werkproces dat op elk van uw nodes wordt uitgevoerd. Het onderhoudt de communicatie met het control plane van Kubernetes en ontvangt de instructies ervan. Kubelet is verantwoordelijk voor het uitpakken van containerimages en het starten van containers als antwoord op planningsaanvragen.
Kube-proxy:
Een ander onderdeel op de afzonderlijke nodes is de proxy. Het configureert het netwerksysteem van de host zodat het gegevensverkeer de services van uw cluster kan bereiken.
Kubectl is meestal het laatste onderdeel van een functionele Kubernetes-omgeving. U heeft deze CLI nodig om met uw cluster en de objecten ervan te interageren. Nadat uw cluster is geconfigureerd, kunt u ook het officiële dashboard of een oplossing van derden installeren om Kubernetes via een grafische interface te beheren.
Voordelen van Kubernetes
Kubernetes en containerisatie bieden veel voordelen voor bedrijven en dienstverleners die schaalbare, robuuste en overdraagbare applicaties willen creëren en onderhouden. Hieronder vindt u enkele van de belangrijkste voordelen van Kubernetes:
Containerisatie:
Kubernetes maakt gebruik van containerisatietechnologie, zoals Docker, om applicaties en hun afhankelijkheden in te kapselen in kleine, afgeschermde eenheden die containers worden genoemd. Containers bieden meerdere voordelen, zoals een beter gebruik van resources, eenvoudige conditionering van applicaties en consistent gedrag in uiteenlopende omgevingen.
Schaalbaarheid:
Met Kubernetes kunnen applicaties moeiteloos opschalen. Hiermee kunt u uw microservices-applicaties horizontaal schalen door instances, pods genoemd, toe te voegen of te verwijderen, afhankelijk van de workload. Dit helpt u ervoor te zorgen dat uw applicatie meer dataverkeer kan verwerken of kan inspelen op hogere resourcebehoeften. Dit verbetert de prestaties en het reactievermogen en is met name nodig bij het migreren van de workload naar DevOps.
High availability:
Kubernetes ondersteunt high availability door in automatische failover- en loadbalancing-mechanismes te voorzien. Het kan automatisch defecte containers opnieuw opstarten, ongezonde instances vervangen en het verkeer verdelen over gezonde instances. Dit garandeert dat uw applicatie beschikbaar blijft, zelfs als de infrastructuur of de containers niet correct werken. Zo kunt u downtime verminderen en betrouwbaarheid verbeteren.
Efficiënte resources:
Kubernetes optimaliseert het toewijzen en het gebruik van resources door geavanceerde planningsmogelijkheden. Het verdeelt containers intelligent over de nodes, afhankelijk van de beschikbaarheid van resources en de vereisten van de workload. Zo helpt het u het gebruik van IT-resources te maximaliseren, verspilling te minimaliseren en kosten te verlagen.
Zelfherstellend:
Kubernetes is zelfherstellend, wat betekent dat het automatisch problemen in de applicatieomgeving detecteert en oplost. Als een container of een node uitvalt, kan Kubernetes de containers opnieuw plannen op gezonde nodes. Het kan ook defecte instances vervangen en zelfs automatische updates uitvoeren zonder de algemene beschikbaarheid van de applicatie te onderbreken.
Overdraagbaarheid:
Kubernetes biedt overdraagbaarheid, waardoor applicaties gemakkelijk tussen verschillende omgevingen kunnen worden verplaatst, zoals datacenters op locatie, public clouds of hybride configuraties. De containergerichte werkwijze zorgt ervoor dat applicaties en hun afhankelijkheden worden gebundeld. Dit vermindert het risico op compatibiliteitsproblemen en maakt naadloze implementatie op verschillende infrastructuurplatforms mogelijk.
Eenvoudigere DevOps:
Kubernetes stimuleert samenwerking tussen ontwikkel- en operationele teams door een gemeenschappelijk platform te bieden voor implementatie en beheer van applicaties. Hiermee kunnen ontwikkelaars applicatieconfiguraties door middel van Kubernetes-manifesten als code definiëren. Hierdoor zijn herhaalbare en versiegestuurde implementaties mogelijk.
Operationele teams kunnen Kubernetes gebruiken om implementatieworkflows te automatiseren, de gezondheid van toepassingen te bewaken en continue integratie en levering (CI/CD)-pipelines te implementeren.
Soorten applicaties die met Kubernetes werken
Kubernetes kan worden gebruikt om een breed scala aan applicaties te implementeren, waaronder webapplicaties, microservices, databases, enzovoorts. Laten we eens kijken naar de verschillende soorten applicaties die op Kubernetes geïmplementeerd kunnen worden.
Webapplicaties
Webapplicaties zijn het meest voorkomende type applicaties die op Kubernetes geïmplementeerd worden. Ze bestaan meestal uit meerdere containers, waaronder een webserver, een applicatieserver en een database. Kubernetes kan deze containers eenvoudig beheren en controleren of ze goed functioneren. Met Kubernetes kunt u uw webapplicaties ook eenvoudig horizontaal en verticaal aan de vraag aanpassen.
Webapplicaties zijn ook zeer geschikt, omdat ze snel en continu geïmplementeerd kunnen worden. Hoewel applicaties met lange uitvoeringsstatussen op Kubernetes kunnen worden gehost, hebben webapplicaties meestal een zeer korte levenscyclus voor het verwerken van hun verzoeken. Dit betekent dat ze snel kunnen overschakelen naar een nieuwe versie zonder dat dit gevolgen heeft voor eindgebruikers.
Microservices
Kubernetes is een uitstekend platform voor het implementeren van microservices, omdat u hiermee elke microservice als een aparte container kunt implementeren. Dit vergemakkelijkt het onafhankelijk opschalen van afzonderlijke microservices en maakt het ook mogelijk om nieuwe versies van een microservice te updaten en te implementeren, zonder dat dit invloed heeft op de rest van de applicatie.
Databases
Databases vormen een essentieel onderdeel van veel applicaties en Kubernetes kan ook worden gebruikt om ze te implementeren en te managen. Er zijn verschillende soorten databases die op Kubernetes kunnen worden geïmplementeerd, waaronder SQL, NoSQL en key-value databases (ook wel KVS of Key-Value Store genoemd).
Kubernetes biedt functies als sets met een status en persistente volumes waarmee u databases kunt implementeren en de persistentie van hun gegevens kunt garanderen, zelfs als de containers opnieuw worden opgestart of naar een andere node worden verplaatst.
Wanneer u in de cloud bent, kunt u EC2 (of een vergelijkbare oplossing) gebruiken om een snelle en persistente opslag direct op uw containers te creëren. Het verplaatsen van deze opslag naar een nieuwe container is ook triviaal. Uw on-site oplossingen zijn veel gevarieerder en complexer te beheren. Wees hier voorzichtig mee, want opslagproblemen kunnen uw avonturen met Kubernetes-databases snel een halt toeroepen.
Big Data
Kubernetes kan ook worden gebruikt om big data-applicaties zoals Apache Spark en Hadoop te implementeren. Deze applicaties hebben veel resources nodig om te kunnen functioneren en Kubernetes kan deze resources effectief beheren. Kubernetes kan ook worden gebruikt om de implementatie van verschillende big data-componenten te orkestreren, zoals gegevensinvoer, -verwerking en -opslag.
Automatisch leren
Kubernetes biedt functies als resourcesquota en limieten voor resources die gebruikt kunnen worden om de goede werking van modellen voor automatisch leren te garanderen.
IoT
Het internet der dingen (IoT) is een snel groeiend domein waar fysieke apparaten met internet verbonden worden. Kubernetes kan worden gebruikt om IoT-applicaties, waaronder edgecomputing-applicaties, te implementeren en te beheren.
Containeroplossingen
Containeroplossingen zijn prima geschikt voor Kubernetes, omdat het een krachtige en flexibele orkestratie biedt voor het managen van containerimplementaties op grote schaal. Met Kubernetes kunt u eenvoudig containeroplossingen implementeren en beheren in cloudomgevingen of omgevingen op een site.
OVHcloud en Kubernetes
Gratis Managed Kubernetes® Service om uw containers te orkestreren
Kubernetes® is in deze sector de bekendste container-orkestrator. Het wordt gebruikt in bedrijven van elke grootte. Het maakt implementatie, resilience en groei van uw applicaties gemakkelijker, zelfs in hybride of multi-cloudinfrastructuren.
De Managed Kubernetes® Service is gebaseerd op Public Cloud-instances van OVHcloud. Met load balancers van OVHcloud en de extra inbegrepen disks kunt u elk soort workload met behoud van volledige reversibiliteit hosten.
FAQ
Verschillen tussen Kubernetes en Docker?
Docker regelt en implementeert applicaties in lichte containers, terwijl Kubernetes de implementatie en het beheer van deze containers op grote schaal automatiseert. Samen vormen ze een krachtig ecosysteem voor het ontwikkelen en beheren van moderne applicaties.
Is Kubernetes een DevOps-tool?
Kubernetes, dat veel wordt gebruikt bij DevOps-werk, automatiseert de implementatie, het beheer en het opschalen van applicaties, waardoor het samenwerken van ontwikkel- en operationele teams aan flexibele en schaalbare implementaties gemakkelijker wordt.