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.
  • 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. Подробнее о подходе мы рассказали в прошлой статье.
  
  

__________

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.