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.

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.
__________

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.