Kubernetes — это платформа с открытым кодом, разработанная инженерами Google для внутренних нужд, которая сумела стать стандартом в оркестрации контейнеров и массово используется разработчиками для управления кластерами контейнерных приложений и сервисов. Более детально о том, как работает и для чего нужен Kubernetes — разбираемся в этой статье.
Основные понятия
Чтобы понимать, что такое Kubernetes (в переводе «штурман» или «рулевой»), необходимо разобраться с основными понятиями. Например, саму платформу сокращенно называют K8s. Оркестрация — это программная технология для автоматического управления контейнерами. А сами контейнеры представляют собой среды для выполнения изолированных процессов, файлы для запуска которых находятся в одном образе. Контейнеры не связаны с аппаратной частью оборудования, поэтому их легко переносить между физическими машинами, облаками и операционными системами.
Kubernetes и контейнеры неразрывно связаны с разработкой. Именно контейнеризация позволяет разработчикам изолировать приложения в разных средах без или с минимальными изменениями, делая процесс разработки, развертывания и управления ими более простым, гибким и понятным. Какие контейнеры поддерживает Kubernetes: Docker, containerd, CRI-O, и другие с интерфейсом CRI (Container Runtime Interface).
Kubernetes простыми словами — это платформа, которая позволяет не только упростить настройку и управление контейнерными приложениями, но и автоматизировать различные действия с ними: развертывание, мониторинг, масштабирование. До эры контейнеров, которая сегодня прочно ассоциируется с Kubernetes, невозможно было очертить границы для отдельных приложений, из-за чего они влияли на работу друг на друга (чаще всего тормозили работу «соседей»). Хотя проблема решалась разнесением приложений по разным физическим серверам, это было дорого и в плане капитальных затрат, и в плане последующей поддержки.
Эксперт Colobridge:
«Проблема разделения приложений может быть решена еще одним способом — с помощью виртуализации, когда на одном физическом оборудовании запускается несколько изолированных друг от друга виртуальных машин. Однако дистрибутив K8s весит очень мало, требует минимум ресурсов для развертывания и запускается поверх операционной системы, в то время как виртуализация работает на «железе». В то же время неправильно считать данные технологии конкурирующими. Виртуальная машина с точки зрения пользователя — это полноценный компьютер, на котором в общем случае можно запускать сколько угодно каких угодно приложений. А принципы Kubernetes таковы, что под каждое приложение нужен отдельный контейнер. Поэтому сравнивать K8s с виртуализацией нецелесообразно, так как они предназначены для разных задач. Кроме того, многие компании не спешат использовать Kubernetes даже тогда, когда к этому есть «показания» по одной банальной причине: для максимально эффективного использования систем контейнеризации с динамическим масштабированием требуются дорогие DevOps-инженеры».
Как выглядит разница между развертыванием приложения на «голом железе», в виртуальной машине и в Kubernetes:
Для чего нужен Kubernetes: основные преимущества
В свое время платформа Kubernetes произвела настоящую революцию в управлении приложениями не просто остается востребованной, а и демонстрирует стремительный рост популярности. В свое время она стала одним из самых быстрорастущих проектов с открытым кодом. Уже к 2030 год, по прогнозам Research and Markets, размеры мирового рынка Kubernetes достигнут 7,8 млрд долларов со среднегодовым темпом роста 23,4%. А по данным Oracle эту платформу используют в более чем 50% компаний из списка Fortune 100 (первая сотня крупнейших компаний США).
Еще немного интересной статистики о Kubernetes по данным GitHub, Pepperdata, Portwox:
- 103 000 «звезд» на GitHub на момент публикации статьи и более 4000 компаний-дистрибьюторов.
- Статус лидера среди open source-платформ для работы с контейнерами.
- Используется 91% компаниями-участницами CNCF (Cloud Native Computing Foundation).
- Более чем 77% пользователей Kubernetes помогает экономить на облачных ресурсах.
Сегодня Kubernetes де-факто считается лучшей платформой для развертывания микросервисной инфраструктуры и облачных приложений. Это стало возможным благодаря ряду преимуществ.
Гибкое управление микросервисами. В Kubernetes можно в короткие сроки собрать, словно из кубиков Lego, приложение на основе большого количества микросервисов. Любой из них можно, говоря простым языком, достать, протестировать, изменить функциональность, а затем вернуть обратно.
Ускорение процесса разработки и вывода в продуктив. Kubernetes позволяет легко взаимодействовать отделам разработки и эксплуатации (Development и Operations соответственно). Уровень автоматизации K8s, сокращает время, которое разработчики тратят на работу с инфраструктурой, благодаря чему они могут больше времени уделить непосредственно кодированию.
Рациональное использование вычислительных ресурсов. Это возможно за счет автоматического масштабирования кластеров, которые, в свою очередь, можно размещать как у одного провайдера, так и у разных.
Простая миграция на облачные платформы и между провайдерами. По данным VMware, для почти 40% компаний упрощенная миграция в облако стала одним из важнейших аргументов в пользу выбора Kubernetes.
Есть и то, что не позволяет делать Kubernetes. Например, его нельзя назвать PaaS-решением («платформа как услуга») в чистом виде, он не предоставляет сервисы для приложений в виде промежуточного ПО, не содержит встроенных инструментов для мониторинга и ведения журнала, а также не занимается сборкой приложений.
Как работать с Kubernetes
Открытый код и наличие бесплатных версий делают K8s доступным абсолютно для каждой компании. При этом у нее есть выбор, как именно использовать эту платформу. Самые простые и очевидные варианты — это либо использовать собственное готовое решение для работы с Kubernetes, либо арендовать K8s-инфраструктуру у провайдера (так называемый Managed Kubernetes). Если в первом варианте еще потребуются инженеры с соответствующими компетенциями, то во втором абсолютно всю работу с инфраструктурой берет на себя провайдер и его команда — это и есть Kubernetes по сервисной модели, as a Service.
Эксперт Colobridge:
«Наши клиенты могут самостоятельно развернуть K8s и использовать его под свои задачи. Для этого потребуется определенный набор сервисов и главное, как говорилось выше, — команда DevOps-инженеров, которая сможет обслуживать и регулярно выполнять работы по обновлению платформы. Это не самый популярный подход именно по причине дефицита квалифицированных кадров, однако вполне реальный сценарий для технологических компаний, которые активно разрабатывают и тестируют различные приложения. Им есть смысл использовать K8s — они работают с множеством микросервисов, которыми нужно управлять, у них есть определенные требования к их доступности, а также много команд разработчиков, которым регулярно нужны вычислительные ресурсы для деплоя и теста. Тогда история с оркестратором полностью оправдана, и на его роль идеально подойдет как раз Kubernetes».
Для оптимизации использования аппаратных ресурсов на платформе Colobridge вы можете использовать виртуализацию (Microsoft Hyper-V или продукты от VMware) или же самостоятельно развернуть Kubernetes на арендованном (Dedicated) или собственном оборудовании, размещенном в наших дата-центрах. Обратитесь к нашим техническим специалистам, чтобы получить помощь в выборе оптимального решения под специфику ваших IT-нагрузок.
