Kubernetes: обзор технологии и главные преимущества
Контейнеризация считается неизменным трендом разработки ИТ-продуктов нескольких последних лет. Метод позволяет компаниям создавать стабильно работающие программы и масштабировать их с минимальными затратами. Для эффективного управления контейнерами принято использовать платформу Kubernetes.
Бизнес использует этот инструмент, чтобы ускорить развертывание и обновление продукта, поскольку в условиях быстроменяющегося рынка time-to-market является важным критерием для оценки конкурентоспособности и эффективности организации.
В статье мы рассказали, благодаря чему Kubernetes помогает компаниям выйти в лидеры, а также осветили терминологию, архитектуру и функциональность системы.
Что делает Kubernetes
Kubernetes — это программная платформа для оркестрации контейнеров с открытым исходным кодом. Система делится на небольшие независимые части, которые позволяют вносить изменения в нужный набор функций, не затрагивая другие компоненты. Благодаря технологии можно повысить гибкость разработки, уменьшить время развертывания программы и автоматизировать процесс управления приложениями.
Задачи, которые решает Kubernetes:
- Непрерывная разработка, внедрение и развертывание приложений.
- Автоматическое внесение изменений и распределение ресурсов.
- Одновременный запуск контейнеров на большом количестве хостов.
- Контроль работы контейнеров: перезапуск или замена.
- Балансировка нагрузки и распределение сетевого трафика для стабильного развертывания.
- Управления различными версиями ИТ-продукта и выход обновлений без простоев.
- Возможность откатить приложение до предыдущей версии в случае неудачного релиза.
Простыми словами, Kubernetes — это технология, которая автоматизирует управление любым количеством контейнеров.
Архитектура Kubernetes
В Kubernetes, как и во многих крупных системах, множество компонентов:
- Кластер — группа вычислительных узлов или рабочих машин, запускающая контейнеризированные приложения.
- Deployment — манифест, определяющий шаблон контейнеров, количество реплик и параметры обновления.
- Нода (Nod) — индивидуальная физическая или виртуальная машина, на которой запускаются контейнеры и другие компоненты Kubernetes. Существует два типа нод: мастер-нода (Master) — узел, управляющий всем кластером и отвечающий за распределение нагрузки между нодами. И рабочие ноды (Worker) — узлы, на которых работают контейнеры. В зависимости от параметров ноды на одном узле может работать несколько контейнеров. Чем больше рабочих узлов, тем больше приложений получится запустить.
- Под (Pod) — минимальная управляемая единица, объединяющая один или несколько контейнеров.
- Сервис (Services) — абстрактный объект, определяющий постоянный IP-адрес и DNS-имя для набора подов.
Архитектура кластера Kubernetes также имеет свои компоненты:
- Cloud-controller-manager — диспетчер, обеспечивающий независимость от конкретных облачных платформ.
- Kube-api-server — сервер, управляющий связью внутри кластера и с ним.
- Etcd — распределенное хранилище в формате «ключ-значение», используемое для сохранения состояния кластера.
- Kube-scheduler — планировщик для запуска подов на узлах кластера.
- Scheduler — компонент для отслеживания подов и выбора виртуальной машины, на которой они будут работать.
- Kube-controller-manager — диспетчер для запуска контроллеров на узлах и подах.
- Kubelet — агент, который следит за статусами подов и выполнением контейнеров.
- Kube-proxy — компонент, отвечающий за управление маршрутизацией трафика в подах.
Возможности Kubernetes
Система играет важную роль в обеспечении надежности, гибкости и производительности ИТ-продукта. К особенностям платформы относятся:
- Оркестрация
Процесс автоматического объединения контейнеров в сеть дает возможность масштабировать объекты в зависимости от трафика и использования ресурсов. - Развертывание
Метод помогает упаковать приложение со всеми компонентами и запустить его в легковесном изолированном контейнере. - Балансировка нагрузки
Kubernetes распределяет трафик по сети и обеспечивает стабильность и производительность программы. - Самовосстановление
При сбое платформа автоматически перезапускает, заменяет или удаляет контейнер, который не соответствуют новым требованиям проверки работоспособности. - Растущая экосистема инструментов
Kubernetes имеет постоянно расширяющийся набор юзабилити и сетевых инструментов для расширения своих возможностей с помощью Kubernetes API. - Гибридность и мультиоблачность
Система позволяет развертывать приложения в различных облачных или локальных средах и интегрироваться с широким спектром инструментов.
Преимущества для бизнеса
Платформа не только предоставляет разработчикам эффективную среду для разработки, тестирования и развертывания, но и открывает перед компаниями новые возможности:
- Легкая масштабируемость ИТ-продукта
Система автоматически адаптируется к изменениям трафика, обеспечивает скорость, эффективность и минимальное время простоя. Например, когда спрос колеблется, Kubernetes помогает приложению работать непрерывно. - Высокопроизводительные вычисления
Многие отрасли полагаются на технологии, которые могут обрабатывать большие объемы данных и выполнять сложные вычисления. Kubernetes служит гибким инструментом для поддержки пакетной обработки заданий, связанных с высокой скоростью. - Сокращение time-to-market
Платформа упрощает разработку, поэтому новые версии ИТ-продукта, пилотные проекты или стартапы запускаются с высокой скоростью. Бизнес может быстрее проверять гипотезы и внедрять лучшие решения. - Упрощенное внедрение DevOps-подхода
Kubernetes использует контейнеризацию для упаковки приложений и их зависимости в одинаковой среде, что облегчает повторяемость развертывания и способствует успешной реализации методологии DevOps.
__________
Kubernetes — лидер среди платформ с открытым исходным кодом для работы с контейнерами. Технология запускает компоненты на большом количестве хостов, обеспечивает совместное размещение и балансирует нагрузку. Она имеет множество автоматизированных процессов, однако Kubernetes не может работать сама по себе. При развертывании программы необходимо продумать логику системы, схему баз данных, работу API и многое другое, что занимает много времени. Чтобы высвободить ресурс, бизнес может полностью передать операционные задачи и управление инфраструктурой DevOps-инженерам на аутсорсинг. Такие специалисты, как правило, обладают необходимой экспертизой и владеют современными инструментами: технологиями контейнеризации, системами мониторинга, протоколирования и управления конфигурацией, поэтому легко решат поставленные задачи.
Статья отлично объясняет основы Kubernetes, его архитектуру и преимущества для бизнеса. Плюс за подробный разбор терминологии и описание ключевых компонентов, что помогает даже новичкам понять, как работает эта система. Однако не хватает практических примеров внедрения Kubernetes в реальных проектах и упоминания возможных сложностей при его использовании. Вопросы: какие основные вызовы могут возникнуть при переходе на Kubernetes? Какие инструменты рекомендуются для мониторинга и управления кластером в продуктивной среде?