Kubernetes: Müasir konteyner orkestrasiyasının gücü
Kubernetes (tez-tez K8s olaraq qısaldılır) konteynerləşdirilmiş tətbiqlərin yerləşdirilməsini, miqyaslandırılmasını və idarə edilməsini avtomatlaşdıran açıq mənbə platformasıdır. Əvvəlcə Google tərəfindən hazırlanmış və daha sonra Cloud Native Computing Foundation (CNCF) tərəfindən idarə olunan Kubernetes konteyner orkestrasiyası(orkestrasiya-mürəkkəb kompüter sistemləri və xidmətlərinin avtomatik yerləşdirilməsi, əlaqələndirilməsi və idarə edilməsi) üçün sənaye standartına çevrilib. Güclü xüsusiyyətləri və genişlənə bilməsi onu müasir DevOps praktikasında vacib bir vasitə edir.
Niyə Kubernetes?
Xüsusilə Docker kimi konteynerlərin populyarlığının artması ilə inkişaf etdiricilər və şirkətlər bu konteynerləri istehsal mühitində effektiv şəkildə idarə etmək, miqyaslandırmaq və orkestrasiya etmək üçün həll yollarına ehtiyac duyurdular. Kubernetes bu çətinlikləri həll edir və konteynerləşdirilmiş iş yüklərinin yerləşdirilməsi zamanı yaranan bir çox mürəkkəbliyi avtomatlaşdırmaq üçün çərçivə təqdim edir:
- Avtomatlaşdırılmış yerləşdirmə və miqyaslandırma: Kubernetes əvvəlcədən təyin olunmuş qaydalara əsaslanaraq tətbiqləri avtomatik yerləşdirir və trafikin artdığı dövrlərdə belə performansı qoruyub saxlamaq üçün resursları tənzimləyir.
- Özünü bərpa etmə: Kubernetes uğursuz konteynerləri aşkar edir və insan müdaxiləsi olmadan onları yenidən işə salır və ya dəyişdirir.
- Yük balanslaşdırma: Kubernetes şəbəkə trafikini bir neçə konteyner arasında paylayır və bu yolla heç bir instansiyanın yüklənməməsini təmin edir.
Kubernetes-in əsas komponentləri
Kubernetes-in necə işlədiyini başa düşmək üçün onun əsas komponentlərinə nəzər salmaq lazımdır:
Klaster: Kubernetes klasteri sistemin təməlidir. O, ən azı bir master node və bir və ya daha çox işçi node-dan ibarətdir. Master node klasteri idarə edir, işçi node-lar isə konteynerləşdirilmiş tətbiqləri işləyir.
Pod: Pod Kubernetes-də ən kiçik və sadə obyektdir. O, klasterdə işləyən prosesin tək bir instansiyasını təmsil edir. Adətən, pod bir konteynerdən ibarətdir, lakin resursları paylaşan bir neçə konteyneri də işə sala bilər.
Node: Node-lar Kubernetes klasterində fiziki və ya virtual maşınlardır. Hər node podları işlədir və konteyner yürütmə mühiti (məsələn, Docker), kubelet (master ilə əlaqə saxlayan agent) və kube-proxy (podların şəbəkə əlaqələrini idarə edir) kimi xidmətləri özündə saxlayır.
Xidmət (Service): Kubernetes-də xidmət podlar dəstində işləyən tətbiqi şəbəkəyə açır. O, dinamik podlar üçün sabit bir son nöqtə (IP ünvanı) kimi çıxış edir və bu, klasterin içində və ya xaricində sabit əlaqələrə imkan yaradır.
Kontroller: Kontrollerlər klasterin vəziyyətini davamlı olaraq monitorinq edir və istənilən vəziyyəti təmin etmək üçün lazımi düzəlişləri edir. Kontrollerlərə misallar:
- ReplicaSet: Hər zaman müəyyən sayda pod nüsxələrinin işləməsini təmin edir.
- Deployment: ReplicaSet-ləri idarə etmək üçün daha yüksək səviyyəli bir abstraksiyadır və çevik yeniləmələr və geri qaytarma funksiyalarını təmin edir.
Namespace: Namespace-lər resursları müxtəlif istifadəçilər və ya komandalar arasında bölmək üçün istifadə olunur. Onlar tək bir klaster daxilində izolyasiya yaradır və bu, mürəkkəb mühitlərin idarə edilməsini asanlaşdırır.
ConfigMap və Secret: Bu obyektlər konteynerləşdirilmiş tətbiqlərdən ayrıca konfiqurasiya məlumatlarını idarə etmək üçün istifadə olunur. ConfigMap həssas olmayan məlumatları saxlayır, Secret isə API açarları və ya parollar kimi həssas məlumatlarla işləyir və onların təhlükəsiz şəkildə saxlanmasını təmin edir.
Kubernetes necə işləyir?
Kubernetes deklarativ konfiqurasiya prinsipi üzərində qurulmuşdur, bu o deməkdir ki, istifadəçi olaraq sistemin istədiyiniz vəziyyətini (məsələn, nə qədər tətbiq instansiyasının işlədilməsini) bəyan edirsiniz və Kubernetes faktiki vəziyyətin bəyan edilmiş vəziyyətə uyğun olmasını təmin edir.
Kubernetes idarəetmə dövrəsindən istifadə edərək sistemi daim izləyir və tənzimləyir. Bu o deməkdir ki, əgər nəsə səhv gedərsə (məsələn, bir pod çökərsə), Kubernetes avtomatik olaraq podu yenidən işə salmaqla və ya dəyişdirməklə sistemi istənilən vəziyyətə qaytarmağa çalışır.
Kubernetes-in iş axışının sadələşdirilmiş xülasəsi belədir:
İstifadəçi istənilən vəziyyəti müəyyənləşdirir: YAML və ya JSON faylları vasitəsilə siz tətbiqinizin necə davranmalı olduğunu təyin edirsiniz, o cümlədən neçə nüsxənin işlədiləcəyi, hansı mühit dəyişənlərinin istifadə ediləcəyi və xidmətlərin necə açılacağını da.
Kubernetes iş yükünü planlaşdırır: Kubernetes planlayıcısı resursların mövcudluğu və digər qaydalara uyğun olaraq konteynerləri node-lar üzərində yerləşdirir.
Kubernetes vəziyyəti izləyir: kube-controller-manager klasterin vəziyyətini davamlı olaraq izləyir və faktiki vəziyyətin bəyan edilmiş vəziyyətə uyğun olmasını təmin edir. Uyğunsuzluqlar aşkar edilərsə (məsələn, bir node çökərsə), Kubernetes podları başqa node-lara köçürmə kimi tədbirlər görür.
Yük balanslaşdırma və miqyaslandırma: Kubernetes hər bir pod arasında trafik yükünü balanslaşdıran daxili yük balanslayıcısına malikdir. O, həmçinin CPU istifadəsi və ya trafikin həcminə əsasən işləyən instansiyaların sayını avtomatik olaraq artırıb azaldan autoscaler-ə malikdir.
Kubernetes-in üstünlükləri
Miqyaslandırma: Kubernetes tətbiqlərinizi üfüqi miqyasda genişləndirməyə imkan verir və tələbdən asılı olaraq işləyən konteynerlərin sayını avtomatik tənzimləyir.
Portativlik: Kubernetes platforma müstəqil olduğu üçün istənilən bulud provayderində və ya lokal infrastrukturda işləyə bilər, bu da iş yükünün mühitlər arasında köçürülməsini asanlaşdırır.
Dayanıqlılıq və nasazlığa davamlılıq: Kubernetes uğursuzluqlara qarşı davamlıdır. O, uğursuz konteynerləri yenidən işə salır, iş yüklərini yenidən planlaşdırır və qeyri-sağlam podlardan trafiki yönləndirə bilir, bu da yüksək mövcudluğu təmin edir.
Resurslardan səmərəli istifadə: Kubernetes resursların mövcudluğuna əsaslanaraq iş yüklərini avtomatik olaraq cədvələ salır və bölüşdürür, bununla da heç bir node-un həddən artıq yüklənməməsini təmin edir.
Yeniləmələr və geri qaytarma: Kubernetes ilə siz tətbiqlərinizi tədricən yeniləyə bilərsiniz, bu da xidmətin dayandırılmasını minimuma endirir. Problem yaranarsa, əvvəlki versiyaya geri dönmək asandır.
Özünü bərpa etmə: Kubernetes sistemin sağlamlığını davamlı izləyir və uğursuzluqlardan istifadəçi müdaxiləsi olmadan sağalmağa çalışır.
Kubernetes-in mənfi cəhətləri
Kubernetes bir çox üstünlüklərə malik olsa da, o da öz çətinliklərinə malikdir:
- Mürəkkəblik: Kubernetes-in öyrənilməsi və qurulması mürəkkəb ola bilər, xüsusən də konteyner orkestrasiyası ilə təcrübəsi olmayan komandalar üçün.
- Yüksək öyrənmə əyrisi: Funksiyalar və konfiqurasiya variantlarının geniş çeşidi yeni başlayanlar üçün çaşdırıcı ola bilər.
- Xərclər: Kubernetes-in özü açıq mənbəli olsa da, klasterin idarə edilməsi və saxlanılması (xüsusən lokal serverlərdə) böyük resurslar və yüksək kvalifikasiyalı personal tələb edə bilər.
İstifadə olunma ssenariləri
Mikroservislər: Kubernetes mikroservis arxitekturası üçün ideal bir həlldir. Burada tətbiqlər kiçik, müstəqil xidmətlərə bölünür və bunlar ayrıca yerləşdirilə və miqyaslandırıla bilər.
Davamlı inteqrasiya və davamlı yerləşdirmə (CI/CD): Kubernetes CI/CD boru xətləri ilə asan inteqrasiya edir, proqramın yeni versiyalarının test edilməsi, yığılması və yerləşdirilməsini avtomatlaşdırmağa imkan verir.
Hibrid və çoxbuludlu yerləşdirmələr: Kubernetes tətbiqlərinizi müxtəlif buludlar və ya qarışıq mühitlərdə (lokal və bulud) yerləşdirməyə imkan verir.
Kənar hesablama (Edge Computing): Kubernetes hesablama resurslarını şəbəkənin kənarında idarə edə bilir və bu, kənar hesablama üçün daha az gecikmə və resursların səmərəli paylanmasını təmin edir.
Kubernetes müasir tətbiqlərin yerləşdirilməsi və idarə edilməsi üsulunu dəyişdi. Onun güclü orkestrasiyalı imkanları, miqyaslanma qabiliyyəti və nasazlığa davamlı olması konteynerləşdirilmiş mühitlərini optimallaşdırmaq istəyən şirkətlər üçün vacib alətə çevrilib. Kubernetes-in mürəkkəbliyinə baxmayaraq, onun öyrənilməsinə sərf edilən səylər öz bəhrəsini verir, çünki o, resursların istifadəsinin səmərəliliyini artırır və etibarlılığı təmin edir. Mikroservislər, paylanmış sistemlər və ya sadə tətbiqlərlə işləyən hər bir inkişaf etdirici Kubernetes-dən istifadə etməklə iş yüklərinin effektiv şəkildə idarə oluna biləcəyini görə bilər.
