Kubernetes — це платформа з відкритим кодом, розроблена інженерами Google для внутрішніх потреб, яка змогла стати стандартом в оркестрації контейнерів і використовується розробниками для управління кластерами контейнерних застосунківі сервісів. Більш детально про те, як працює і для чого потрібний Kubernetes — розбираємося у цій статті.
Основні поняття
Щоб зрозуміти, що таке Kubernetes (у перекладі «штурман» або «кермовий»), необхідно розібратися з основними поняттями. Наприклад, саму платформу скорочено називають K8s. Оркестрація — це програмна технологія для автоматичного керування контейнерами. А самі контейнери є середовищами для виконання ізольованих процесів, файли для запуску яких знаходяться в одному образі. Контейнери не пов’язані з апаратною частиною обладнання, тому їх легко переносити між фізичними машинами, хмарами та операційними системами.
Kubernetes та контейнери нерозривно пов’язані з розробкою. Саме контейнеризація дозволяє розробникам ізолювати застосунки в різних середовищах без або з мінімальними змінами, роблячи процес розробки, розгортання та керування ними простішим, гнучкішим та зрозумілішим. Які контейнери підтримує Kubernetes: Docker, containerd, CRI-O та інші з інтерфейсом CRI (Container Runtime Interface).
Kubernetes простими словами — це платформа, яка дозволяє не тільки спростити налаштування та керування контейнерними програмами, але й автоматизувати різні дії з ними: розгортання, моніторинг, масштабування. До ери контейнерів, яка сьогодні міцно асоціюється з Kubernetes, неможливо було окреслити кордони для окремих застосунків, через що вони впливали на роботу один на одного (найчастіше гальмували роботу «сусідів»). Хоча проблема вирішувалася рознесенням застосунків по різних фізичних серверах, це було дорого і як в плані капітальних витрат, так і в плані подальшої підтримки.
Експерт Colobridge:
«Проблема поділу застосунків може бути вирішена ще одним способом — за допомогою віртуалізації, коли на одному фізичному обладнанні запускається кілька ізольованих віртуальних машин. Однак дистрибутив K8s важить дуже мало, вимагає мінімум ресурсів для розгортання та запускається над операційною системою, тоді як віртуалізація працює на залізі. Водночас неправильно вважати ці технології такими, що конкурують. Віртуальна машина з точки зору користувача — це повноцінний комп’ютер, на якому в загальному випадку можна запускати скільки завгодно будь-яких застосунків. А принципи Kubernetes такі, що під кожен застосунок потрібен окремий контейнер. Тому порівнювати K8s з віртуалізацією недоцільно, оскільки вони призначені для різних завдань. Крім того, багато компаній не поспішають використовувати Kubernetes навіть тоді, коли до цього є «покази» з однієї банальної причини: для максимально ефективного використання систем контейнеризації з динамічним масштабуванням потрібні дорогі DevOps-інженери».
Як виглядає різниця між розгортанням програми на «голому залізі», у віртуальній машині та в Kubernetes:
Для чого потрібний Kubernetes: основні переваги
Свого часу платформа Kubernetes справила справжню революцію в управлінні програмами не просто залишається затребуваною, а й демонструє стрімке зростання популярності. Свого часу вона стала одним із найбільш швидко зростаючих проєктів з відкритим кодом. Вже до 2030 року, за прогнозами Research and Markets, розміри світового ринку Kubernetes сягнуть 7,8 млрд доларів із середньорічним темпом зростання 23,4%. А за даними Oracle, цю платформу використовують у понад 50% компаній зі списку Fortune 100 (перша сотня найбільших компаній США).
Ще трохи цікавої статистики про Kubernetes за даними GitHub, Pepperdata, Portwox:
- 103 000 «зірок» на GitHub на момент публікації статті та понад 4000 компаній-дистриб’юторів.
- Статус лідера серед open source-платформ для роботи з контейнерами.
- Використовується 91% компаній-учасниць CNCF (Cloud Native Computing Foundation).
- Понад 77% користувачів Kubernetes допомагає економити на хмарних ресурсах.
Сьогодні Kubernetes де-факто вважається найкращою платформою для розгортання мікросервісної інфраструктури та хмарних програм. Це стало можливим завдяки низці переваг.
Гнучке керування мікросервісами. У Kubernetes можна в короткий термін зібрати, немов із кубиків Lego, застосунок на основі великої кількості мікросервісів. Будь-який з них можна, кажучи простою мовою, дістати, протестувати, змінити функціональність, а потім повернути назад.
Пришвидшення процесу розробки та виведення у продуктив. Kubernetes дозволяє легко взаємодіяти відділам розробки та експлуатації (Development та Operations відповідно). Рівень автоматизації K8s скорочує час, який розробники витрачають працювати з інфраструктурою, завдяки чому вони можуть більше часу приділити безпосередньо кодуванню.
Раціональне використання обчислювальних ресурсів. Це можливо завдяки автоматичному масштабуванню кластерів, які, своєю чергою, можна розміщувати як в одного провайдера, так і в різних.
Проста міграція на хмарні платформи та між провайдерами. За даними VMware, для майже 40% компаній спрощена міграція у хмару стала одним із найважливіших аргументів на користь вибору Kubernetes.
Є й те, що не дозволяє робити Kubernetes. Наприклад, його не можна назвати PaaS-рішенням («платформа як послуга») у чистому вигляді, він не надає сервіси для застосунків у вигляді проміжного ПЗ, не містить вбудованих інструментів для моніторингу та ведення журналу, а також не займається складанням застосунків.
Як працювати з Kubernetes
Відкритий код і наявність безкоштовних версій роблять K8s доступним для кожної компанії. При цьому вона має вибір, як саме використовувати цю платформу. Найпростіші та найбільш очевидні варіанти — це або використовувати власне готове рішення для роботи з Kubernetes, або орендувати K8s-інфраструктуру у провайдера (так званий Managed Kubernetes). Якщо в першому варіанті ще будуть потрібні інженери з відповідними компетенціями, то в другому абсолютно всю роботу з інфраструктурою бере на себе провайдер і його команда — це і є Kubernetes за сервісною моделлю, as a Service.
Експерт Colobridge:
«Наші клієнти можуть самостійно розгорнути K8s та використовувати його під свої завдання. Для цього буде потрібний певний набір сервісів і головне, як говорилося вище, — команда DevOps-інженерів, яка зможе обслуговувати та регулярно виконувати роботи з оновлення платформи. Це не найпопулярніший підхід саме через дефіцит кваліфікованих кадрів, проте цілком реальний сценарій для технологічних компаній, які активно розробляють та тестують різні програми. Їм є сенс використовувати K8s — вони працюють з безліччю мікросервісів, якими потрібно керувати, а також висувають певні вимоги до їх доступності та мають багато команд розробників, яким регулярно потрібні обчислювальні ресурси для деплою та тесту. Тоді історія з оркестратором повністю виправдана, і на його роль ідеально підійде якраз Kubernetes».
Для оптимізації використання апаратних ресурсів на платформі Colobridge ви можете використовувати віртуалізацію (Microsoft Hyper-V або продукти від VMware) або самостійно розгорнути Kubernetes на орендованому (Dedicated) або власному обладнанні, розміщеному в наших дата-центрах. Зверніться до наших спеціалістів, щоб отримати допомогу у виборі оптимального рішення під специфіку ваших IT-навантажень.
