A Kubernetes (K8s) alapjai

Bevezető

Ma már a legtöbb iparágban, különösen a szolgáltatói szektorban, az alkalmazások gyors és megbízható bevezetése elengedhetetlen a versenyképesség megőrzéséhez. A modern vállalatok számára éppen ezért a hatékony és rugalmas IT infrastruktúra kulcsfontosságú.

Ebben a posztban a Kubernetes alapjait mutatjuk be, amely a konténerizált alkalmazások kezelésének a legnépszerűbb eszköze. Megismerheted, mi is az a Kubernetes, mire használható, és hogyan segíthet a vállalatodnak a versenyképesség növelésében. Emellett összehasonlítjuk a Kubernetes-t a Dockerrel, és bemutatjuk, miért lehet előnyösebb választás.

A Kubernetes alapjai

A Kubernetes (K8s) egy nyílt forráskódú platform, amelyet a Google fejlesztett ki, és amelyet jelenleg a Cloud Native Computing Foundation (CNCF) felügyel. A K8s célja, hogy automatizálja a konténerizált alkalmazások telepítését, skálázását és kezelését. (A konténerek olyan könnyű, hordozható tárolási egységek, amelyek tartalmazzák az alkalmazás futtatásához szükséges összes komponenst, beleértve a kódot, a könyvtárakat és a függőségeket is.)

A Kubernetes segítségével a vállalatok könnyedén kezelhetik és skálázhatják alkalmazásaikat, függetlenül attól, hogy azok a helyi adatközpontjukban, a felhőben vagy hibrid környezetben futnak. Jellemzően olyan innovatív nagyvállalatok, technológiai cégek és startupok használják, amelyek gyorsan szeretnének alkalmazkodni a változó piaci igényekhez.

Egy kis történelem

A Kubernetes története 2014-ben kezdődött, amikor a Google nyílt forráskódúvá tette a projektet. A Kubernetes a Google saját belső konténerkezelő rendszerén, a Borgon alapul, amelyet több mint egy évtizeden keresztül használtak. A Borg zárt forráskódja, korlátozott hozzáférhetősége és rugalmatlan architektúrája azonban sok problémát szült, ezért a Google úgy döntött, hogy egy nyílt forrású, könnyen hozzáférhető alternatívát hoz létre, amely a Borg legjobb ötleteit és tapasztalatait ötvözi, miközben megoldja a Borg használata során felmerült problémákat. A projekt gyorsan népszerűvé vált, és 2015-ben a CNCF égisze alá került, amely azóta is felügyeli a fejlesztését és terjesztését.

A Kubernetes működési alapelve és komponensei

Egy tipikus Kubernetes-klaszter architektúra két fő részből áll: a Control Plane és a Data Plane-k. A Data Plane-eket szokták még Worker Node-oknak is nevezni.

• Control Plane: Ez a klaszter irányításáért felelős, és több komponensből áll: az API Server a Kubernetes kommunikációs rétegét kezeli, az etcd a konfigurációs adatokat tárolja, a Controller Manager a klaszter állapotát felügyeli, a Scheduler pedig a konténerek elhelyezéséért felel.
• Data Plane-ek: Ezek végzik a tényleges munkát, futtatják az alkalmazásokat és kezelik a hálózati forgalmat. Minden Data Plane tartalmazza a kubelet-et, amely a konténerek futtatását végzi, valamint a kube-proxy-t, amely a hálózati forgalmat irányítja.
• Pod-ok: A Kubernetes-ben a pod a legkisebb egység, amely egy vagy több konténert tartalmaz. Egy pod-ban általában egy alkalmazás vagy annak egy része fut. A pod lehet egyetlen konténert tartalmazó egység, amely egy adott alkalmazást futtat, de tartalmazhat több konténert is, amelyek szorosan együttműködnek. Például egy pod tartalmazhat egy webalkalmazást futtató konténert és egy adatbázist futtató konténert, amelyek közösen biztosítják az alkalmazás működését. Egy pod-ban lévő konténerek közös IP-címet és tárolót használnak, így könnyen kommunikálhatnak egymással és hatékonyan működhetnek együtt.

A Kubernetes előnyei

A Kubernetes számos üzleti és műszaki előnnyel rendelkezik, amelyek miatt a vállalatok ma már széles körben alkalmazzák:

1. Automatizálás: A Kubernetes automatizálja a konténerizált alkalmazások telepítését, frissítését és skálázását, csökkentve a manuális beavatkozás szükségességét.
2. Skálázhatóság: A Kubernetes lehetővé teszi az alkalmazások dinamikus skálázását a terhelés függvényében, biztosítva a folyamatos rendelkezésre állást.
3. Hordozhatóság: A Kubernetes segítségével az alkalmazások könnyedén áthelyezhetők különböző környezetek között, legyen az helyi adatközpont vagy publikus felhő.
4. Hatékonyság: A Kubernetes optimalizálja az erőforrások kihasználását, csökkentve az üzemeltetési és licenszköltségeket és növelve a teljesítményt.
5. Rugalmasság: A Kubernetes támogatja a különböző alkalmazás-architektúrákat, beleértve a mikroszolgáltatásokat és a monolitikus alkalmazásokat is.

K8s vs Docker

A Kubernetes és a Docker két alapvetően különböző technológia, amelyek együtt is használhatók, de különböző szerepet töltenek be a konténerizált alkalmazások kezelésében:

• Docker: A Docker egy konténer runtime technológia, amely lehetővé teszi az alkalmazások konténerekbe csomagolását és futtatását. A Docker egyszerűsíti a konténerek létrehozását és telepítését, de nem nyújt megoldást a konténerek nagy volumenű kezelésére és skálázására.
• Kubernetes: A K8s egy konténer orkesztrációs eszköz, amely lehetővé teszi a konténerek automatizált kezelését, koordinálását és skálázását nagy volumenben is. Lehetővé teszi a konténerek dinamikus skálázását a terhelés függvényében, míg a Docker önmagában nem nyújt ilyen lehetőségeket. Nem utolsó sorban, a Kubernetes széles körű ökoszisztémával és egy aktív közösséggel rendelkezik, amely számos third-party eszközt és szolgáltatást kínál a konténerek kezelésére és monitorozására.

Alkalmazási területek

A Kubernetes számos különböző területen alkalmazható, többek között:

1. Mikroszolgáltatások: A Kubernetes ideális a mikroszolgáltatás-alapú alkalmazások kezelésére, mivel lehetővé teszi az egyes szolgáltatások független telepítését és skálázását.
2. CI/CD: A folyamatos integráció és folyamatos szállítás (CI/CD) folyamatok automatizálása és optimalizálása érdekében a Kubernetes kiváló választás.
3. Big Data és AI/ML: A nagy adatmennyiségek és a gépi tanulási modellek kezelésére a Kubernetes skálázhatósága és rugalmassága miatt ideális.
4. Hibrid felhő: A Kubernetes lehetővé teszi az alkalmazások zökkenőmentes futtatását és kezelését különböző felhőszolgáltatók és helyi adatközpontok között.

Esettanulmányok

A fenti előnyök ismeretében ma már a legismertebb nagyvállalatok használják a Kubernetes-t. Íme néhány konkrét példa:

1. Spotify: A zenei streaming szolgáltató a Kubernetes-t használja a mikroszolgáltatások kezelésére és a skálázhatóság biztosítására. A Spotify számára a Kubernetes lehetővé teszi, hogy gyorsan és hatékonyan reagáljon a felhasználói igények változásaira, és biztosítsa a folyamatos rendelkezésre állást. A Kubernetes-en jelenleg futó legnagyobb szolgáltatásuk másodpercenként körülbelül 10 millió kérést fogad az automatikus skálázásnak köszönhetően.
2. BlackRock: A világ legnagyobb vagyonkezelője, a BlackRock, mindössze 100 nap alatt vezette be a Kubernetes-t. A cég data science részlegének szüksége volt dinamikusabb erőforrás-hozzáférésre, hogy minden befektető számára elérhetővé tegyék az adatelemzést és más fejlett eszközöket. Egy 20 fős csapatot állítottak össze, hogy egy adatelemzési webalkalmazást építsenek a befektetőknek Kubernetes segítségével. Az új infrastruktúra nemcsak az adatkutatási feladatokat tette dinamikusabbá, hanem felgyorsította az új alkalmazások bevezetését, és javította a fejlesztési folyamatokat is.
3. Booking.com: A Booking.com a Kubernetes segítségével építette ki saját konténerkezelő platformját, amely lehetővé tette a fejlesztők számára, hogy villámgyorsan és hatékonyan telepítsenek új szolgáltatásokat. Az új platformon akár 10 perc alatt is létrehozható egy új szolgáltatás. Az első 8 hónapban mintegy 500 új szolgáltatást építettek a platformon.*

* Az esettanulmányok forrása: Case Studies | Kubernetess

Összefoglalás

A Kubernetes egy rendkívül hatékony eszköz a konténerizált alkalmazások kezelésére, amely lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy gyorsan alkalmazkodjanak a változó piaci vagy üzleti igényekhez.

Ha Te is szeretnéd kihasználni a Kubernetes nyújtotta előnyöket, látogass el a Code Factory Kubernetes szolgáltatási oldalára , és tudj meg többet arról, hogyan segíthetünk a Kubernetes bevezetésében és üzemeltetésében.