|
|
|
|
— |
методология_devops:обзор_систем_оркестрации_kubernetes:start [2025/05/31 21:09] (текущий)
kirill создано |
| | # Обзор систем оркестрации Kubernetes |
| |
| | ## Что такое Kubernetes? |
| | |
| | * **Определение:** Open-source платформа для оркестрации контейнеризированных приложений. Автоматизирует развертывание, масштабирование и управление контейнерами. |
| | * **Цель:** Упростить управление большим количеством контейнеров в production-среде. |
| | * **Происхождение:** Разработана Google на основе их многолетнего опыта управления контейнерами (проект Borg). Передана в Cloud Native Computing Foundation (CNCF). |
| | * **Название:** В переводе с греческого означает "рулевой" или "штурман". |
| | |
| | ## Основные понятия и архитектура Kubernetes: |
| | |
| | * **Кластер (Cluster):** Набор узлов (Nodes), объединенных для запуска контейнеризированных приложений. |
| | * **Узел (Node):** Рабочая машина (виртуальная или физическая), на которой запускаются контейнеры. |
| | * **Kubelet:** Агент, запущенный на каждом узле, который следит за состоянием Pod'ов и управляет контейнерами. |
| | * **Kube-proxy:** Сетевой прокси, работающий на каждом узле, обеспечивающий сетевую связь между Pod'ами и внешним миром. |
| | * **Container Runtime:** Программное обеспечение для запуска контейнеров (например, Docker, containerd). |
| | * **Control Plane (плоскость управления):** Набор компонентов, управляющих кластером. |
| | * **kube-apiserver:** API-сервер Kubernetes, основной интерфейс для взаимодействия с кластером. |
| | * **etcd:** Распределенное хранилище key-value, хранящее конфигурацию кластера. |
| | * **kube-scheduler:** Компонент, отвечающий за размещение Pod'ов на доступных узлах. |
| | * **kube-controller-manager:** Запускает контроллеры, которые следят за состоянием кластера и приводят его к желаемому состоянию (например, ReplicaSet controller, Deployment controller). |
| | * **cloud-controller-manager:** Компонент, специфичный для облачных провайдеров, управляющий ресурсами облачной инфраструктуры. |
| | * **Pod:** Наименьшая развертываемая единица в Kubernetes. Может содержать один или несколько контейнеров, совместно использующих ресурсы (сеть, хранилище). |
| | * **Deployment:** Объект, описывающий желаемое состояние реплицированного приложения. Управляет ReplicaSet'ами. |
| | * **ReplicaSet:** Обеспечивает запуск указанного количества реплик Pod'ов. |
| | * **Service:** Абстракция для предоставления сетевого доступа к группе Pod'ов. Обеспечивает балансировку нагрузки и обнаружение сервисов. |
| | * **Namespace:** Виртуальное разделение ресурсов кластера. |
| | * **Volume:** Абстракция для хранения данных, которая может быть доступна контейнерам в Pod'е. |
| | * **kubectl:** Командная строка для взаимодействия с API-сервером Kubernetes. |
| | |
| | ## Принципы работы Kubernetes: |
| | |
| | * **Декларативный подход:** Пользователь описывает желаемое состояние системы (например, сколько реплик приложения должно быть запущено), а Kubernetes стремится поддерживать это состояние. |
| | * **Самовосстановление (Self-healing):** Kubernetes автоматически перезапускает упавшие контейнеры, заменяет вышедшие из строя узлы и балансирует нагрузку. |
| | * **Автоматическое масштабирование (Auto-scaling):** Kubernetes может автоматически увеличивать или уменьшать количество реплик приложения в зависимости от нагрузки (Horizontal Pod Autoscaler) или выделять больше ресурсов отдельным Pod'ам (Vertical Pod Autoscaler). |
| | * **Управление развертыванием (Rollouts and Rollbacks):** Kubernetes облегчает обновление приложений (например, Rolling Updates, Canary Deployments) и позволяет быстро откатываться к предыдущим версиям. |
| | * **Балансировка нагрузки (Load Balancing):** Сервисы Kubernetes автоматически распределяют трафик между Pod'ами. |
| | * **Оркестрация хранения (Storage Orchestration):** Kubernetes поддерживает различные типы хранения и автоматизирует выделение и подключение томов к Pod'ам. |
| | |
| | ## Преимущества использования Kubernetes: |
| | |
| | * **Масштабируемость (Scalability):** Легкое масштабирование приложений в зависимости от потребностей. |
| | * **Высокая доступность (High Availability):** Автоматическое восстановление и балансировка нагрузки обеспечивают непрерывную работу приложений. |
| | * **Эффективное использование ресурсов (Resource Efficiency):** Оптимальное распределение контейнеров по узлам. |
| | * **Гибкость (Flexibility):** Поддержка различных типов рабочих нагрузок и сред развертывания (облако, on-premise, гибридные среды). |
| | * **Упрощение развертывания и управления (Simplified Deployment and Management):** Автоматизация многих рутинных операций. |
| | * **Переносимость (Portability):** Единая платформа для развертывания приложений в различных облачных средах. |
| | * **Большое сообщество и экосистема (Large Community and Ecosystem):** Активная поддержка и множество сторонних инструментов и расширений. |
| | * **Ускорение разработки (Accelerated Development):** Упрощение CI/CD процессов. |
| | |
| | ## Варианты использования Kubernetes: |
| | |
| | * **Развертывание микросервисной архитектуры (Microservices Management):** Идеально подходит для управления распределенными приложениями, состоящими из множества независимых сервисов. |
| | * **Непрерывная интеграция и непрерывная доставка (CI/CD):** Интеграция с CI/CD пайплайнами для автоматизации сборки, тестирования и развертывания приложений. |
| | * **Облачные приложения (Cloud-Native Applications):** Развертывание и управление приложениями в облачных средах. |
| | * **Оптимизация ресурсов (Resource Optimization):** Динамическое выделение и масштабирование ресурсов для экономии затрат. |
| | * **Высокопроизводительные вычисления (High-Performance Computing - HPC):** Управление распределенными вычислительными задачами. |
| | * **Интернет вещей (Internet of Things - IoT) и Edge Computing:** Управление приложениями на периферийных устройствах. |
| | * **Машинное обучение (Machine Learning - ML) и искусственный интеллект (AI):** Управление и масштабирование рабочих нагрузок, связанных с машинным обучением. |
| | |
| | ## Заключение: |
| | |
| | Kubernetes является мощной и гибкой системой оркестрации контейнеров, которая стала стандартом в облачных технологиях. Понимание ее основных концепций и принципов работы позволяет эффективно управлять современными распределенными приложениями, обеспечивая их масштабируемость, надежность и эффективность. Несмотря на свою сложность, Kubernetes предоставляет множество преимуществ для организаций, стремящихся к автоматизации и оптимизации процессов разработки и эксплуатации. |
