Zrozumienie Podstawowych Koncepcji Kubernetes
Od momentu powstania Kubernetes stało się jednym z najważniejszych narzędzi w ekosystemie technologii chmurowych. W tym artykule zapoznamy się z podstawowymi koncepcjami Kubernetes, które pomogą nam zrozumieć, jak działa i jakie są jego najważniejsze elementy.
Kubernetes jest platformą do zarządzania klastrami kontenerów. Umożliwia automatyczne rozmieszczenie, skalowanie i zarządzanie aplikacjami skonteneryzowanymi. Kubernetes pozwala programistom skupić się na pisaniu kodu, a nie na zarządzaniu infrastrukturą.
Rozumiem, że na początku może to brzmieć skomplikowanie, ale jak tylko zaczniemy rozumieć podstawowe koncepcje Kubernetes, wszystko będzie nabierało sensu. Więc zaczynajmy od podstaw.
Czym jest Kontener
Kontener to lekka, przenośna, kapsułkowana i izolowana jednostka, która zawiera aplikację i wszystko, czego potrzebuje do prawidłowego działania. Kontenery umożliwiają uruchamianie aplikacji na dowolnym systemie, który obsługuje technologię kontenerów, niezależnie od tego, jak skomplikowane są jej zależności.
Kontenery są bardzo lekkie, ponieważ nie wymagają dodatkowego systemu operacyjnego – zamiast tego wykorzystują kernel systemu hosta. Co więcej, wszystkie kontenery na jednym hoście dzielą ten sam kernel, co oznacza, że mogą uruchamiać się i zatrzymywać w sekundy.
Stosując kontenery, możemy łatwo pakować, wysyłać i uruchamiać nasze aplikacje w sposób, który gwarantuje ich konsystencję między środowiskami. To jest podstawą dla skalowalności i przenośności w środowisku Kubernetes.
Czym jest Under
Under to termin używany w Kubernetes do opisania jednostki, która jest podstawą dla wszystkich innych obiektów. Pod może zawierać jeden lub więcej kontenerów, które są zawsze planowane razem na tej samej maszynie i dzielą tę samą sieć i przestrzeń dyskową.
Pods to najmniejsze i najprostsze jednostki w modelu obiektowym Kubernetes. Każdy pod ma unikalny adres IP i kontenery wewnątrz poda mogą się komunikować za pomocą localhost. Kontenery w podzie mogą także współdzielić zasoby, takie jak woluminy.
Pods są efemeryczne i nieodporne na uszkodzenia. Kubernetes nie próbuje naprawić uszkodzone pody, ale zamiast tego tworzy nowe. Dlatego pody nie powinny być traktowane jako trwałe jednostki pracy.
Czym jest Kubelet
Kubelet to kluczowy agent działający na każdym węźle w klastrze Kubernetes. Jest odpowiedzialny za utrzymanie stanu pody, czyli za sprawdzenie, czy wszystko działa tak, jak powinno. Kubelet korzysta z informacji o planowaniu od API serwera Kubernetes, aby uruchomić kontenery na węźle, na którym działa.
Kubelet monitoruje stan kontenerów i raportuje go do systemu sterowania Kubernetes. Jeśli pod nie działa poprawnie, Kubelet podejmuje działania, aby przywrócić go do oczekiwanego stanu. Kubelet jest niezbędnym elementem gwarantującym niezawodność klastra Kubernetes.
Czym jest Kube-Proxy
Kube-proxy to sieciowy agent proxy, który działa na każdym węźle w klastrze Kubernetes. Jest odpowiedzialny za routowanie ruchu sieciowego do odpowiednich kontenerów na podstawie ich adresów IP i portów. Kube-proxy umożliwia komunikację pomiędzy podami w klastrze, a także z zewnętrznymi klientami.
Kube-proxy monitoruje API serwera Kubernetes, aby utrzymywać aktualny widok wszystkich usług w klastrze i ich aktualnych reguł routingu. Kiedy klient próbuje połączyć się z usługą, Kube-proxy kieruje ruch do odpowiedniego poda.
Co to jest Kubeconfig
Kubeconfig to plik konfiguracyjny, który informuje Kubernetes, jak się połączyć z klastrem i który profil użytkownika użyć. Zawiera informacje takie jak adresy URL serwerów API, nazwy użytkowników, nazwy klastrów i metody uwierzytelniania.
Kubeconfig jest niezbędny do komunikacji z klastrem Kubernetes. Możemy mieć wiele plików kubeconfig, każdy z nich skierowany do innego klastra lub użytkownika. Kubernetes używa pliku kubeconfig, aby zrozumieć, jak komunikować się z serwerem API i jak uwierzytelnić użytkownika.
Czym jest Usługa
Usługa w Kubernetes to abstrakcja, która definiuje logiczny zestaw podów i politykę, dzięki której można z nimi komunikować się przez sieć. Usługi umożliwiają dekupling podów od konsumentów, co ułatwia skalowanie, aktualizacje i konserwację.
Usługi są niezwykle ważne w architekturze Kubernetes, ponieważ umożliwiają komunikację między podami w klastrze oraz z zewnętrznymi klientami. Usługi mogą być odkrywane za pomocą DNS wewnątrz klastra, co ułatwia lokalizację i komunikację z nimi.
Czym jest ReplicaSet
ReplicaSet w Kubernetes to kontroler, który gwarantuje, że określona liczba identycznych podów jest zawsze uruchomiona. Jest to kluczowe dla skalowalności i niezawodności aplikacji, ponieważ pozwala na łatwe dodawanie lub usuwanie podów w odpowiedzi na zmieniające się obciążenie.
ReplicaSet jest szczególnie przydatny w przypadku stateless aplikacji, które nie przechowują danych między sesjami. Dla tych aplikacji, dodawanie i usuwanie podów jest prostą operacją, która nie wpływa na użytkowników.
Co to jest Deployment
Deployment w Kubernetes to kontroler wyższego poziomu, który zarządza ReplicaSets i zapewnia aktualizacje płynne i automatyczne cofanie. Deployment opisuje, jak aplikacja powinna być uruchomiona, ile replik powinno być uruchomionych i jak powinny być zaktualizowane.
Deployment jest często używany, ponieważ pozwala na łatwe zarządzanie stanem aplikacji w klastrze. Umożliwia łatwe skalowanie podów, automatyczne rozwiązanie problemów i przywrócenie do poprzedniego stanu, jeśli coś pójdzie nie tak.
Czym jest Namespace
Namespace w Kubernetes to wyizolowany segment klastra, który pozwala na separację zasobów dla różnych użytkowników, projektów lub środowisk. Każdy namespace ma własny zestaw zasobów, polityk i uprawnień.
Namespace jest niezbędny do skutecznego zarządzania zasobami w dużych klastrach, które są używane przez wiele różnych użytkowników lub zespołów. Umożliwiają izolację i kontrolę dostępu do zasobów klastra.
Co to jest ConfigMap i Secret
ConfigMap i Secret w Kubernetes to obiekty, które pozwalają przechowywać i zarządzać danymi konfiguracyjnymi i poufnymi. ConfigMap służy do przechowywania prostych konfiguracji, takich jak parametry środowiskowe, pliki konfiguracyjne lub metadane. Secret jest podobny, ale jest używany do przechowywania poufnych danych, takich jak hasła, klucze API lub certyfikaty SSL.
ConfigMap i Secret są ważne dla bezpieczeństwa i konfiguracji aplikacji w Kubernetes. Pozwalają na centralizację zarządzania danymi, które są używane przez wiele podów.
Co to jest Persistent Volume (PV) i Persistent Volume Claim (PVC)
Persistent Volume (PV) i Persistent Volume Claim (PVC) to obiekty Kubernetes, które zarządzają przechowywaniem danych. PV jest kawałkiem pamięci masowej w klastrze, który jest dostępny dla użytku. PVC to żądanie na dostęp do tego przechowywania.
PV i PVC umożliwiają aplikacjom przechowywanie danych poza cyklem życia podów. Są to kluczowe elementy dla aplikacji, które przechowują dane między sesjami, takie jak bazy danych.
Co to jest Ingress
Ingress w Kubernetes to obiekt, który zarządza zewnętrznym dostępem do usług w klastrze. Ingress może zapewnić balansowanie obciążenia, terminację SSL i hostowanie oparte na nazwie.
Ingress jest kluczowy do komunikacji z usługami w klastrze z zewnątrz. Bez Ingress, usługi są tylko dostępne wewnątrz klastra.
Co to jest StatefulSet
StatefulSet w Kubernetes to kontroler, który zarządza uruchamianiem i skalowaniem zestawu podów z zachowaniem stanu. Jest to szczególnie ważne dla aplikacji, które przechowują dane między sesjami, takie jak bazy danych.
StatefulSet gwarantuje, że pod’y są zawsze uruchamiane w określonej kolejności, a ich dane są zawsze dostępne, nawet jeśli pod’y są zatrzymane lub usunięte.
Co to jest Helm
Helm to menadżer pakietów dla Kubernetes, który ułatwia instalację i zarządzanie aplikacjami na klastrach Kubernetes. Helm wykorzystuje format pakietów zwanych wykresami, które opisują zasoby potrzebne do uruchomienia aplikacji na klastrze Kubernetes.
Helm jest niezwykle ważny dla zarządzania złożonymi aplikacjami w Kubernetes. Dzięki Helmowi, możemy łatwo zainstalować, zaktualizować i usunąć aplikacje, a także zarządzać ich konfiguracją i zależnościami.
Na zakończenie, Kubernetes to potężne narzędzie do zarządzania kontenerami, które oferuje wiele funkcji i koncepcji. Mam nadzieję, że ten artykuł pomógł Ci zrozumieć podstawowe koncepcje Kubernetes i dał solidne podstawy do dalszego eksplorowania.