Co to jest Kubernetes?
Kubernetes jest najpopularniejszym narzędziem do orkiestracji wdrażania i skalowania systemów skonteneryzowanych. Możesz korzystać z Kubernetesa, aby niezawodnie tworzyć i dystrybuować aplikacje korzystające z rozwiązań cloud. Z tego artykułu dowiesz się, co może zrobić Kubernetes i jak rozpocząć uruchamianie własnych rozwiązań kontenerowych.
Co to jest Kubernetes?
Kubernetes to system open-source, który automatyzuje zadania związane z wdrażaniem kontenerów. Został on opracowany przez Google, ale obecnie jest utrzymywany w ramach Cloud Native Computing Foundation (CNCF).
Kubernetes stał się tak popularny, ponieważ rozwiązuje wiele problemów związanych z korzystaniem z kontenerów w środowisku produkcyjnym. Dzięki temu możesz w prosty sposób uruchamiać nieograniczone repliki kontenerów, dostarczać je na kilka fizycznych hostów, a także łączyć się z siecią umożliwiającą dostęp do Twoich usług.
Większość programistów zaczyna od korzystania z kontenerów z Docker. Mimo że jest to rozbudowane narzędzie, jego poziom jest względnie niski i opiera się na poleceniach CLI, które w danej chwili oddziałują z jednym kontenerem.
Kubernetes zapewnia znacznie wyższe abstrakcje, które umożliwiają definiowanie aplikacji i ich infrastruktury przy użyciu modeli deklaratywnych, w których możesz współpracować.
Jak działa Kubernetes?
Kubernetes cieszy się opinią rozwiązania złożonego, ponieważ zawiera wiele ruchomych elementów. Zrozumienie podstaw ich wzajemnego wiązania pomoże zrozumieć, jak działa Kubernetes.
Środowisko Kubernetes zwane jest klastrem. Składa się z jednego lub kilku węzłów. Węzeł to po prostu maszyna do uruchamiania kontenerów. Może to być fizyczny sprzęt lub wirtualna maszyna (w języku angielskim maszyna wirtualna lub Virtual Machine).
Oprócz węzłów klaster posiada również plan sterowania. Plan sterowania koordynuje wszystkie operacje klastra. Pozwala ona na zaplanowanie nowych kontenerów na dostępnych węzłach i na świadczenie usługi Kubernetes, z którą łączysz się.
Możesz uruchomić klaster z wieloma wystąpieniami planu sterowania, aby utworzyć konfigurację o wysokiej dostępności i większej odporności.
Główne komponenty Kubernetesa:
Kube-apiserver
To jest część planu sterowania, w której jest uruchomiony serwer API. Jest to jedyny sposób interakcji z klastrem Kubernetes, który jest aktualnie uruchomiony. Polecenia można wysyłać do serwera API przy użyciu CLI Kubectl lub klienta HTTP.
Kube-controller-manager
Menedżer kontrolerów uruchamia i uruchamia zintegrowane kontrolery Kubernetesa. Kontroler to zasadniczo pętla zdarzeń, która wykonuje akcje po zmianach w klastrze. Tworzą, skalują i usuwają obiekty w odpowiedzi na zdarzenia, takie jak żądanie interfejsu API lub zwiększone obciążenie.
Kube-scheduler
Planner przypisuje nowe pody (kontenery) do węzłów Twojego klastra. Określa, które węzły mogą spełniać wymagania podsystemu, a następnie wybiera najbardziej optymalną lokalizację w celu maksymalizacji wydajności i niezawodności.
Kubelet
Kubelet to proces roboczy uruchamiany na każdym z Twoich węzłów. Aby otrzymać instrukcje, pozostaje w kontakcie z planem kontroli Kubernetesa. Kubelet odpowiada za wyodrębnianie obrazów z kontenerów i uruchamianie kontenerów w odpowiedzi na żądania planowania.
kube-proxy
Kolejnym składnikiem na poszczególnych węzłach jest serwer proxy. Konfiguruje on system sieciowy hosta tak, aby ruch mógł docierać do usług klastra.
Kubectl jest zazwyczaj ostatnim elementem działającego środowiska Kubernetes. To CLI jest potrzebne do interakcji z klastrem i jego obiektami. Po skonfigurowaniu klastra możesz również zainstalować oficjalny pulpit nawigacyjny lub rozwiązanie innej firmy do sterowania Kubernetesem z poziomu interfejsu graficznego.
Zalety Kubernetesa
Kubernetes i konteneryzacja zapewniają wiele korzyści firmom i dostawcom, którzy chcą tworzyć i utrzymywać skalowalne, odporne i przenośne aplikacje. Oto niektóre z głównych zalet Kubernetesa:
Konteneryzacja
Kubernetes wykorzystuje technologię konteneryzacji, taką jak Docker, do enkapsulacji aplikacji i ich zależności w lekkich, odizolowanych jednostkach zwanych kontenerami. Kontenery przynoszą wiele korzyści, takich jak lepsze wykorzystanie zasobów, łatwe pakowanie aplikacji i spójne zachowanie w różnych środowiskach.
Skalowalność
Kubernetes umożliwia bezproblemową skalowalność aplikacji. Umożliwia skalowanie poziome aplikacji mikrousług poprzez dodawanie lub usuwanie instancji o nazwie pods w zależności od obciążenia. Pomaga to upewnić się, że aplikacja może obsłużyć zwiększony ruch lub dostosować się do większych wymagań dotyczących zasobów. Zwiększa to wydajność i szybkość reakcji, co jest szczególnie ważne podczas migracji obciążenia do DevOps.
Wysoka dostępność
Kubernetes wspiera wysoką dostępność, zapewniając mechanizmy automatycznego przełączania awaryjnego i równoważenia obciążenia. Może automatycznie restartować uszkodzone kontenery, zastępować niezdrowe instancje i rozdzielać ruch między zdrowymi instancjami. Dzięki temu Twoja aplikacja jest dostępna nawet w przypadku awarii infrastruktury lub kontenerów. Dzięki temu zmniejszysz przestoje i zwiększasz niezawodność.
Wydajność zasobów:
Kubernetes optymalizuje przydział i wykorzystanie zasobów dzięki zaawansowanym funkcjom planowania. Rozdziela w inteligentny sposób kontenery na węzły w zależności od dostępności zasobów i wymagań związanych z obciążeniem. Dzięki temu możesz zmaksymalizować wykorzystanie zasobów IT, zminimalizować straty i obniżyć koszty.
Automatyczna naprawa:
Kubernetes posiada funkcję samonaprawiania, co oznacza, że automatycznie wykrywa i rozwiązuje problemy w środowisku aplikacji. W przypadku awarii kontenera lub węzła Kubernetes może ponownie zaplanować kontenery na zdrowych węzłach. Może również wymieniać uszkodzone instancje, a nawet wykonywać automatyczne aktualizacje bez przerywania ogólnej dostępności aplikacji.
Przenoszenie:
Kubernetes umożliwia przenoszenie aplikacji między różnymi środowiskami, takimi jak lokalne centra danych, chmury publiczne czy konfiguracje hybrydowe. Podejście oparte na kontenerach sprawia, że aplikacje i ich zależności są ze sobą powiązane. Zmniejsza to ryzyko problemów ze zgodnością i umożliwia transparentne wdrażanie na różnych platformach infrastrukturalnych.
Ułatwienie korzystania z DevOps:
Kubernetes ułatwia współpracę między zespołami programistów i zespołów operacyjnych, zapewniając ujednoliconą platformę do wdrażania aplikacji i zarządzania nimi. Umożliwia deweloperom definiowanie konfiguracji aplikacji jako kodu przy użyciu manifestów Kubernetesa, co pozwala na powtarzalne wdrożenia kontrolowane przez wersję.
Zespoły operacyjne mogą korzystać z rozwiązania Kubernetes do automatyzacji przepływów pracy wdrażania, monitorowania kondycji aplikacji i wdrażania potoków ciągłej integracji i dostarczania (CI/CD).
Rodzaje aplikacji współpracujących z Kubernetesem
Kubernetes może być używany do wdrażania różnych aplikacji, w tym aplikacji www, mikrousług, baz danych, itp. Zbadajmy różne typy aplikacji, które można wdrażać na Kubernetes.
Aplikacje internetowe
Aplikacje www to najpopularniejszy typ aplikacji wdrażanych w Kubernetes. Zazwyczaj składają się one z kilku kontenerów, w tym serwera www, serwera aplikacji i bazy danych. Kubernetes może w prosty sposób zarządzać tymi kontenerami i upewnić się, że działają prawidłowo. Kubernetes umożliwia również proste skalowanie aplikacji www, zarówno poziomo, jak i pionowo, w zależności od zapotrzebowania.
Aplikacje www są również bardzo dobrze przystosowane ze względu na ich zdolność do szybkiego i stałego wdrażania. Aplikacje o długim stanie technicznym mogą być hostowane na Kubernetes, ale ich cykl życia jest zazwyczaj bardzo krótki, jeśli chodzi o przetwarzanie zapytań. Oznacza to, że można je szybko przełączyć na nową wersję bez powodowania problemów z użytkownikami końcowymi.
Mikrousługi
Kubernetes jest doskonałą platformą do wdrażania mikrousług, ponieważ pozwala na wdrażanie każdej mikrousługi jako oddzielnego kontenera. Ułatwia to niezależne skalowanie poszczególnych mikrousług, a także pozwala na aktualizowanie i wdrażanie nowych wersji mikrousługi bez wpływu na resztę aplikacji.
Bazy danych
Bazy danych są kluczowymi komponentami wielu aplikacji, a Kubernetes może być również wykorzystywany do ich wdrażania i zarządzania nimi. Istnieje kilka typów baz danych, które można wdrażać na Kubernetes, w tym SQL, NoSQL i bazy danych klucz-wartość (znane również jako KVS lub Key-Value Store ).
Kubernetes zapewnia funkcje takie jak zestawy stanowe i trwałe wolumeny, które pozwalają na wdrażanie baz danych i gwarantują trwałość danych nawet w przypadku ponownego uruchamiania kontenerów lub przenoszenia ich do innego węzła.
Korzystając z usługi cloud możesz użyć EC2 (lub równoważnego rozwiązania), aby utworzyć trwałą i szybką przestrzeń dyskową bezpośrednio na kontenerach. Przeniesienie tej przestrzeni dyskowej do nowego kontenera jest również proste. Rozwiązania lokalne są znacznie bardziej różnorodne i złożone w zarządzaniu. Zachowaj ostrożność, ponieważ problemy z przechowywaniem danych mogą szybko zakończyć Twoją przygodę z bazami danych Kubernetes.
Big data
Kubernetes może być również używany do wdrażania aplikacji big data, takich jak Apache Spark i Hadoop. Aplikacje te wymagają do działania dużej liczby zasobów, a Kubernetes może efektywnie zarządzać tymi zasobami. Kubernetes może być również używany do orkiestracji wdrażania różnych komponentów Big Data, takich jak gromadzenie, przetwarzanie i przechowywanie danych.
Uczenie maszynowe
Kubernetes zapewnia takie funkcje, jak limity zasobów i limity zasobów, które mogą być wykorzystywane w celu zapewnienia prawidłowego funkcjonowania modeli uczenia maszynowego.
IoT
Internet rzeczy (IoT) to szybko rozwijająca się dziedzina, która polega na łączeniu urządzeń fizycznych z Internetem. Kubernetes może być używany do wdrażania aplikacji IoT, w tym aplikacji edge computing, i zarządzania nimi.
Rozwiązania kontenerowe
Kontenery na rozwiązania są dobrze dostosowane do rozwiązania Kubernetes, ponieważ zapewnia wydajną i elastyczną orkiestrację do zarządzania wdrożeniami kontenerów na dużą skalę. Dzięki Kubernetesowi możesz w prosty sposób wdrażać rozwiązania kontenerowe i zarządzać nimi w środowiskach chmurowych lub lokalnych.
OVHcloud i Kubernetes
Bezpłatna usługa Managed Kubernetes® do orkiestracji kontenerów
Kubernetes to platforma do orkiestracji kontenerów przeznaczona dla małych, średnich i dużych firm. Ułatwia wdrożenie aplikacji i zapewnia ich dostępność oraz skalowalność, nawet w infrastrukturach hybrydowych lub multicloud.
Usługa Managed Kubernetes® bazuje na instancjach Public Cloud od OVHcloud. Dzięki mechanizmowi równoważenia ruchu OVHcloud oraz dodatkowym dyskom możesz hostować dowolne aplikacje i zapewnić ich całkowitą odwracalność.
FAQ
Czym się różni Kubernetes od Docker?
Docker pakuje i wdraża aplikacje w lekkich kontenerach, a Kubernetes automatyzuje wdrażanie i zarządzanie tymi kontenerami na dużą skalę. Wspólnie tworzą potężny ekosystem do programowania i zarządzania nowoczesnymi aplikacjami.
Czy Kubernetes jest narzędziem DevOps?
Kubernetes, doskonale stosowany w praktykach DevOps, automatyzuje wdrażanie aplikacji, zarządzanie nimi i ich skalowanie, ułatwiając współpracę między zespołami programistów i zespołów operacyjnych w zakresie zwinnych i skalowalnych wdrożeń.