Kubernetes - Uvod v svet orkestracije zabojnikov
V današnjem digitalnem svetu je bolj kot kdaj koli prej pomembno razvijati in izvajati učinkovite in skalabilne aplikacije. Uvedba tehnologij vsebnikov, kot je Docker, je temeljito spremenila način razvoja in nameščanja programske opreme. Kubernetes je ena takih tehnologij, ki v celoti izkorišča potencial vsebnikov in postavlja nove standarde v smislu orkestracije in upravljanja aplikacij. V tem uvodu vam želimo predstaviti Kubernetes, njegove funkcionalnosti in možnosti uporabe.
Kaj je Kubernetes?
Kubernetes, pogosto skrajšano preprosto "k8s", je odprtokodni sistem za orkestracijo vsebnikov, ki ga je prvotno razvil Google, leta 2014 pa ga je predal fundaciji CNCF (Cloud Native Computing Foundation). Kubernetes omogoča razvijalcem in upravljavcem, da aplikacije pakirajo v vsebnike in te vsebnike učinkovito upravljajo v različnih infrastrukturah.
Glavne naloge sistema Kubernetes so:
- Avtomatizacija nameščanja vsebnikov
- Skaliranje in upravljanje delovnih obremenitev vsebnikov
- Optimizacija uporabe virov
- Samodejna preusmeritev in obnovitev v primeru odpovedi
- Odkrivanje storitev in izravnava obremenitve
Zakaj Kubernetes?
Zakaj Kubernetes?
Kubernetes se je zaradi svoje prilagodljivosti, razširljivosti in zanesljivosti uveljavil kot dejanski standard za orkestracijo vsebnikov. Najpomembnejše prednosti sistema Kubernetes so:
Neodvisnost od platforme: Kubernetes je mogoče zagnati pri različnih ponudnikih storitev v oblaku, v lastnem podatkovnem centru ali celo na prenosnem računalniku razvijalca.
Skalabilnost: Kubernetes podpira samodejno skaliranje aplikacij na podlagi porabe virov ali drugih metrik.
Samozdravljenje: Kubernetes lahko samodejno zazna in zamenja okvarjene vsebnike ter tako zagotovi visoko razpoložljivost aplikacij.
Mikrostoritve: Kubernetes je idealen za upravljanje arhitekture mikrostoritev, saj podpira ločevanje aplikacij ter njihov hiter razvoj in uvajanje.
Arhitektura Kubernetes
Arhitektura Kubernetes
Kubernetes organizira infrastrukturo v logične enote, imenovane gruče. Skupino sestavlja eno ali več vozlišč, ki predstavljajo fizične ali virtualne stroje, na katerih tečejo vsebniki.
Glavne komponente arhitekture Kubernetes so:
Kontrolna ravnina: Kontrolna ravnina sistema Kubernetes je sestavljena iz niza procesov, ki so odgovorni za upravljanje celotne gruče. Ti vključujejo strežnik API, podatkovno zbirko etcd, upravitelja kontrolerja in razporejevalnik.
Vozlišča: Vsako vozlišče je fizični ali virtualni stroj, ki zagotavlja izvajalno okolje za vsebnike. Na vsakem vozlišču se za upravljanje in zagon vsebnikov izvajata storitev Kubelet in izvajalni čas za vsebnike (npr. Docker).
Podi: Kubernetes organizira vsebnike v pode. Pod lahko vsebuje enega ali več tesno povezanih vsebnikov, ki si delijo vire in omrežno okolje. Podi so najmanjša in najpreprostejša enota v arhitekturi Kubernetes.
Storitve: Storitve so abstraktna plast na vrhu podov, ki zagotavlja zanesljiv omrežni dostop do aplikacij, ki tečejo v podih. Zagotavljajo izravnavo obremenitve, odkrivanje storitev in podpirajo različne načine dostopa, kot so Cluster-IP, NodePort in LoadBalancer.
Kubernetes v uporabi
Kubernetes v uporabi
Kubernetes se lahko uporablja v različnih scenarijih, med drugim:
Razvoj in testiranje : Kubernetes razvijalcem omogoča vzpostavitev lokalnih razvojnih okolij, ki so podobna produkcijskemu okolju, kar olajša odpravljanje težav in testiranje.
Neprekinjeno vključevanje/nepretrgano uvajanje (CI/CD): Kubernetes je mogoče brez težav vključiti v cevovode CI/CD in tako omogočiti samodejno uvajanje, skaliranje in upravljanje aplikacij.
Hibridne in večoblačne infrastrukture: Kubernetes organizacijam omogoča upravljanje aplikacij pri različnih ponudnikih storitev v oblaku in lokalnih infrastrukturah, kar povečuje prilagodljivost in odpornost infrastrukture.
Računalništvo na robu: Kubernetes se lahko uporablja tudi v scenarijih računalništva na robu, da se aplikacije približajo končnim uporabnikom ali napravam in zmanjšajo zakasnitve.
Ekosistem Kubernetes in razširitve
Ekosistem Kubernetes in razširitve
Ekosistem Kubernetes vključuje številna orodja, razširitve in integracije, ki olajšajo in izboljšajo delo s Kubernetesom. Nekateri primeri so:
Helm: upravitelj paketov za Kubernetes, ki poenostavlja uvajanje in upravljanje aplikacij v Kubernetesu.
Prometheus: orodje za spremljanje in opozarjanje, ki je posebej zasnovano za Kubernetes in aplikacije v oblaku.
Istio: storitveno omrežje, ki zagotavlja napredne omrežne, varnostne in opazovalne funkcije za aplikacije v Kubernetesu.
Kubernetes Operators: razširitve, ki izboljšujejo avtomatizacijo in upravljanje aplikacij v Kubernetesu.
Kubernetes se je zaradi svoje prilagodljivosti, razširljivosti in zanesljivosti uveljavil kot dejanski standard za orkestracijo vsebnikov. Najpomembnejše prednosti sistema Kubernetes so:
Neodvisnost od platforme: Kubernetes je mogoče zagnati pri različnih ponudnikih storitev v oblaku, v lastnem podatkovnem centru ali celo na prenosnem računalniku razvijalca.
Skalabilnost: Kubernetes podpira samodejno skaliranje aplikacij na podlagi porabe virov ali drugih metrik.
Samozdravljenje: Kubernetes lahko samodejno zazna in zamenja okvarjene vsebnike ter tako zagotovi visoko razpoložljivost aplikacij.
Mikrostoritve: Kubernetes je idealen za upravljanje arhitekture mikrostoritev, saj podpira ločevanje aplikacij ter njihov hiter razvoj in uvajanje.
Kubernetes organizira infrastrukturo v logične enote, imenovane gruče. Skupino sestavlja eno ali več vozlišč, ki predstavljajo fizične ali virtualne stroje, na katerih tečejo vsebniki.
Glavne komponente arhitekture Kubernetes so:
Kontrolna ravnina: Kontrolna ravnina sistema Kubernetes je sestavljena iz niza procesov, ki so odgovorni za upravljanje celotne gruče. Ti vključujejo strežnik API, podatkovno zbirko etcd, upravitelja kontrolerja in razporejevalnik.
Vozlišča: Vsako vozlišče je fizični ali virtualni stroj, ki zagotavlja izvajalno okolje za vsebnike. Na vsakem vozlišču se za upravljanje in zagon vsebnikov izvajata storitev Kubelet in izvajalni čas za vsebnike (npr. Docker).
Podi: Kubernetes organizira vsebnike v pode. Pod lahko vsebuje enega ali več tesno povezanih vsebnikov, ki si delijo vire in omrežno okolje. Podi so najmanjša in najpreprostejša enota v arhitekturi Kubernetes.
Storitve: Storitve so abstraktna plast na vrhu podov, ki zagotavlja zanesljiv omrežni dostop do aplikacij, ki tečejo v podih. Zagotavljajo izravnavo obremenitve, odkrivanje storitev in podpirajo različne načine dostopa, kot so Cluster-IP, NodePort in LoadBalancer.
Kubernetes se lahko uporablja v različnih scenarijih, med drugim:
Razvoj in testiranje : Kubernetes razvijalcem omogoča vzpostavitev lokalnih razvojnih okolij, ki so podobna produkcijskemu okolju, kar olajša odpravljanje težav in testiranje.
Neprekinjeno vključevanje/nepretrgano uvajanje (CI/CD): Kubernetes je mogoče brez težav vključiti v cevovode CI/CD in tako omogočiti samodejno uvajanje, skaliranje in upravljanje aplikacij.
Hibridne in večoblačne infrastrukture: Kubernetes organizacijam omogoča upravljanje aplikacij pri različnih ponudnikih storitev v oblaku in lokalnih infrastrukturah, kar povečuje prilagodljivost in odpornost infrastrukture.
Računalništvo na robu: Kubernetes se lahko uporablja tudi v scenarijih računalništva na robu, da se aplikacije približajo končnim uporabnikom ali napravam in zmanjšajo zakasnitve.
Ekosistem Kubernetes vključuje številna orodja, razširitve in integracije, ki olajšajo in izboljšajo delo s Kubernetesom. Nekateri primeri so:
Helm: upravitelj paketov za Kubernetes, ki poenostavlja uvajanje in upravljanje aplikacij v Kubernetesu.
Prometheus: orodje za spremljanje in opozarjanje, ki je posebej zasnovano za Kubernetes in aplikacije v oblaku.
Istio: storitveno omrežje, ki zagotavlja napredne omrežne, varnostne in opazovalne funkcije za aplikacije v Kubernetesu.
Kubernetes Operators: razširitve, ki izboljšujejo avtomatizacijo in upravljanje aplikacij v Kubernetesu.
Kubernetes se je uveljavil kot vodilna platforma za orkestracijo vsebnikov, ki ponuja številne funkcije in prednosti, ki so revolucionarno spremenile način razvijanja, nameščanja in razširjanja aplikacij v oblaku in drugod. Z rastočim ekosistemom in široko podporo industrije je Kubernetes ključni gradnik sodobnih, na prihodnost odpornih infrastruktur IT. Ta uvod naj vam omogoči prvi pregled sistema Kubernetes in njegovih možnosti uporabe. Za optimalno uporabo Kubernetesa v vašem podjetju se je priporočljivo poglobiti v temo in po potrebi pritegniti strokovnjake za načrtovanje, izvajanje in upravljanje infrastruktur Kubernetes. S pridobivanjem veščin in znanja o Kubernetesu lahko vaša organizacija izkoristi številne prednosti, ki jih ponuja ta tehnologija, in pridobi konkurenčno prednost v digitalnem okolju.