Wprowadzenie do Kubernetes: Platforma Konteneryzacji

Kubernetes, często nazywane „K8s,” to open-source’owa platforma do zarządzania kontenerami, która zdobyła ogromną popularność w dziedzinie rozwoju oprogramowania i zarządzania infrastrukturą. Wprowadzenie Kubernetesa zapewnia elastyczność, skalowalność i niezawodność w zarządzaniu aplikacjami w kontenerach. W tym artykule omówimy cechy Kubernetesa oraz jego architekturę.

Cechy Kubernetesa:

1. Orkiestracja Kontenerów:

Kubernetes umożliwia zarządzanie kontenerami, takimi jak Docker, co oznacza, że możesz łatwo tworzyć, uruchamiać i zarządzać wieloma kontenerami w ramach jednej aplikacji. Orkiestracja automatyzuje procesy takie jak rozmieszczanie, skalowanie i aktualizacje.

2. Samoobsługowa Infrastruktura:

Kubernetes pozwala zdefiniować deklaratywne konfiguracje, które określają, jak aplikacja ma działać. To umożliwia deweloperom i administratorom samodzielne dostosowanie zasobów i infrastruktury.

3. Skalowalność:

Dzięki Kubernetes można łatwo skalować aplikacje, zarówno wertykalnie (dodając więcej zasobów na jednym węźle) jak i horyzontalnie (dodając więcej węzłów do klastra). To oznacza, że aplikacje mogą radzić sobie z dużym obciążeniem.

4. Bezpieczeństwo i Kontrola Dostępu:

Kubernetes oferuje zaawansowane mechanizmy kontroli dostępu, takie jak role, role bindings i sieciowe zasady dostępu. To umożliwia zarządzanie bezpieczeństwem aplikacji i zabezpiecza dostęp do zasobów klastra.

5. Wersjonowanie i Aktualizacje:

Kubernetes ułatwia wdrażanie nowych wersji aplikacji i przeprowadzanie aktualizacji bez przerywania działania aplikacji. Możesz definiować wersje aplikacji i zarządzać nimi w sposób deklaratywny.

Architektura Kubernetesa:

1. Węzeł (Node):

Węzeł to fizyczna lub wirtualna maszyna, na której działa aplikacja w kontenerach. Każdy węzeł musi mieć zainstalowany kubelet, który komunikuje się z kontrolerem klastrowym i zarządza kontenerami.

2. Kontroler Klastrowy (Control Plane):

Kontroler klastrowy to zbiór komponentów, które zarządzają działaniem klastra Kubernetes. Składa się z kilku podstawowych komponentów, takich jak:

– API Server: Udostępnia interfejs REST API do zarządzania klastrami.

– Kube-scheduler: Odpowiada za przydzielanie kontenerów na węzły.

– Kube-controller-manager: Zarządza kontrolerami, które monitorują stan klastra.

– Etcd: Rozproszony magazyn danych przechowujący konfiguracje klastra.

3. Kubelet:

Kubelet działa na każdym węźle i zarządza kontenerami na danym węźle. Komunikuje się z kontrolerem klastrowym i zapewnia, że kontenery są uruchamiane i działają poprawnie.

4. Kontroler Replikacji:

Kontroler Replikacji zarządza zapewnianiem, że określona liczba replik aplikacji działa w klastrze. Dzięki niemu możesz określić, ile replik aplikacji ma być uruchomionych.

5. Usługa (Service):

Usługa definiuje stabilny adres IP i port, który pozwala na dostęp do aplikacji w kontenerach. To umożliwia komunikację między aplikacjami w klastrze i zewnętrznymi użytkownikami.

6. Przestrzenie Nazw (Namespaces):

Przestrzenie nazw pozwalają na izolację zasobów klastra między różnymi projektami lub zespołami. Dzięki nim można utrzymywać porządek i kontrolować dostęp do zasobów.

Kubernetes: Komponenty Węzła Master

Wyżej przedstawiliśmy Kubernetes i omówiliśmy jego główne cechy oraz ogólną architekturę. W dalszej części artykułu zagłębimy się bardziej w komponenty kontrolnej płaszczyzny Kubernetesa, często określanej jako „Węzeł Master”.

Zrozumienie Kontrolnej Płaszczyzny

Kontrolna płaszczyzna Kubernetesa jest odpowiedzialna za zarządzanie i kontrolowanie stanu klastra jako całości. Zapewnia, że aplikacje działają płynnie i zgodnie z zamierzeniem. Kontrolna płaszczyzna składa się z kilku istotnych komponentów, z których każdy pełni określoną rolę w zarządzaniu klastrem.

Serwer API (API Server)

Serwer API to centralny komponent kontrolnej płaszczyzny Kubernetesa. Działa jako interfejs do kontrolnej płaszczyzny i udostępnia interfejs API typu REST do interakcji z klastrem. Wszelkie interakcje z klastrem, takie jak tworzenie lub aktualizacja zasobów, są wykonywane poprzez Serwer API. Jest to główne miejsce interakcji dla administratorów, deweloperów i innych komponentów klastra.

etcd

etcd to rozproszony magazyn danych typu klucz-wartość, który pełni funkcję głównego magazynu danych klastra Kubernetesa. Przechowuje wszystkie dane klastra, w tym szczegóły konfiguracji, stan obiektów i wiele innych. etcd zapewnia spójność i wysoką dostępność w całym klastrze. W przypadku awarii kontrolnej płaszczyzny umożliwia odzyskanie klastra i utrzymanie pożądanego stanu systemu.

Kube-scheduler

Kube-scheduler jest odpowiedzialny za przydzielanie pracy węzłom roboczym w klastrze. Ocenia wymagania zasobów, polityki i ograniczenia, aby zdecydować, gdzie uruchomić podsy (najmniejsze jednostki deployowalne w Kubernates). Celem planisty jest zapewnienie wykorzystania zasobów, utrzymanie wysokiej dostępności i poprawa wydajności.

Kube-controller-manager

Kube-controller-manager to zbiór kontrolerów, które regulują stan systemu. Te kontrolery zapewniają, że klastr pozostaje w pożądanym stanie. Niektóre z istotnych kontrolerów to:

– Kontroler Węzła (Node Controller): Zarządza aktualizacjami i zmianami związanymi z węzłami.

– Kontroler Replikacji (Replication Controller): Utrzymuje pożądaną liczbę replik podów.

– Kontroler Endpoints (Endpoints Controller): Wypełnia obiekt Endpoints (wykorzystywany do odkrywania usług).

– Kontroler Konta Usługi i Tokenów (Service Account & Token Controller): Automatycznie tworzy konta usług i tokeny dla nowych przestrzeni nazw.

Cloud-controller-manager

Cloud-controller-manager uruchamia kontrolery, które współpracują z dostawcami chmur, takimi jak AWS, GCP lub Azure. Te kontrolery obsługują zadania związane z konkretnymi dostawcami chmur, takie jak tworzenie i zarządzanie równoważnikami obciążenia, woluminami nośnikowymi i innymi zasobami chmurowymi.

Dodatki i Wtyczki

Kubernetes można rozszerzać o dodatki i wtyczki, aby dostarczyć dodatkowe funkcje. Mogą to być wtyczki sieciowe, narzędzia monitoringu i narzędzia zabezpieczające, które zwiększają zdolności klastra i integrują się z istniejącymi systemami.

Kubernetes: Komponenty Węzła Roboczego i Ich Rola

Poprzednio przedstawiliśmy zarówno ogólną architekturę Kubernetesa, jak i główne komponenty kontrolnej płaszczyzny (Master Node). Teraz skoncentrujmy się na węzłach roboczych (Node), gdzie rzeczywiście uruchamiane są kontenery zawierające aplikacje. Poznamy komponenty węzła roboczego oraz ich znaczenie w ekosystemie Kubernetesa.

Węzeł Roboczy (Node)

Węzeł roboczy, często nazywany „Node,” to fizyczna lub wirtualna maszyna, na której uruchamiane są kontenery. Każdy węzeł roboczy musi spełniać określone wymagania, aby uczestniczyć w klastrze. Oto główne komponenty węzła roboczego:

Kubelet

Kubelet to agent działający na każdym węźle roboczym. Jego głównym zadaniem jest zarządzanie kontenerami i zapewnienie, że kontenery są uruchamiane i działają zgodnie z zamierzeniem. Kubelet komunikuje się z kontrolerem klastrowym (Master Node), dostarczając informacje o stanie kontenerów na węźle.

Container Runtime

Container Runtime to oprogramowanie odpowiedzialne za uruchamianie kontenerów na węźle roboczym. Kubeadm, containerd, rkt i Docker to przykłady kontenerów uruchamiania wspieranych przez Kubernetesa. Odpowiada on za tworzenie i zarządzanie kontenerami na węźle.

Kube Proxy

Kube Proxy to komponent, który zarządza ruchem sieciowym w klastrze. Tworzy przekierowania i reguły routingu, aby zapewnić, że kontenery na różnych węzłach mogą ze sobą komunikować się zgodnie z zasadami sieciowymi. Kube Proxy umożliwia abstrakcyjny dostęp do usług w klastrze.

Pods

Pods są najmniejszymi jednostkami w Kubernates i zawierają jedną lub więcej kontenerów. To one stanowią podstawową jednostkę, która jest tworzona, replikowana i skalowana w klastrze. Kontenery w obrębie tego samego podu mają wspólną przestrzeń adresową i składają się na jedną rodzinkę.

Kube DNS

Kube DNS to system umożliwiający rozwiązywanie nazw w klastrze. Działa na zasadzie rozpowszechniania wpisów DNS dla usług dostępnych w klastrze. Ułatwia to komunikację między różnymi częściami aplikacji i usługami.

Node IP

Node IP to adres IP przypisany do węzła roboczego w klastrze. Jest on używany, aby węzły mogły się ze sobą komunikować i działać jako punkty końcowe dla usług. Node IP umożliwia zarządzanie ruchem sieciowym i zapewnienie dostępności usług.

Rozpraszanie Aplikacji

Klaster Kubernetesa jest zdolny do równomiernego rozpraszania aplikacji na wiele węzłów roboczych. Dzięki temu, nawet w przypadku awarii węzła, aplikacje pozostają dostępne. Kontroler replikacji zarządza tym procesem, dbając o utrzymanie określonej liczby replik aplikacji.

Zastosowanie Kubernetesa

Kubernetesa można wykorzystać w różnych obszarach i przypadkach użycia, w tym:

1. Wdrażanie Mikrousług: Kubernates umożliwia zarządzanie wieloma mikrousługami w klastrze, co ułatwia skalowanie i aktualizację aplikacji.

2. Elastyczność i Skalowalność: Dzięki Kubernetes można łatwo dostosować infrastrukturę do zmieniających się potrzeb, skalując aplikacje w górę lub w dół.

3. Wysoka Dostępność: Kubernates oferuje mechanizmy, które zapewniają ciągłą dostępność aplikacji, nawet w przypadku awarii węzła.

4. Ułatwienie Zarządzania Aplikacjami: Dzięki Kubernetes można zautomatyzować wiele aspektów zarządzania aplikacjami, co przyspiesza proces wdrażania i aktualizacji.

5. Hybrydowe i Wielochmurowe Rozwiązania: Kubernates umożliwia zarządzanie aplikacjami zarówno w chmurze publicznej, jak i prywatnej, co ułatwia wdrażanie hybrydowych rozwiązań.

6. Usługi Wysokiej Jakości: Dzięki Kubernetes można dostarczać usługi internetowe o wysokiej jakości, które są odporne na awarie i łatwe w zarządzaniu.

Zrozumienie komponentów kontrolnej płaszczyzny Kubernetesa jest kluczowe dla osób zarządzających i utrzymujących klastry Kubernetesa. Te komponenty współpracują, aby dostarczyć solidną i elastyczną platformę do wdrażania i zarządzania aplikacjami w kontenerach. Kubernetesa można zastosować w praktycznie każdym środowisku, które wymaga zarządzania i skalowania aplikacjami. Dzięki jego elastyczności i zaawansowanym funkcjom, jest ono wyborem wielu organizacji w dzisiejszym świecie informatycznym. Planujesz wdrożenie Kubernetes? Zapoznaj się na naszą ofertą Integracji.

Kategorie

• Bezpieczni w sieci
• MS Azure
• Notatnik pisany wieczorami
• Poradniki, Instrukcje
• Serwery, Sieci, SysAdmin
• Systemy plików

Czytelnia IT

• Konfiguracja Reverse DNS w Azure za pomocą Azure CLI
  Konfiguracja reverse DNS (PTR) dla publicznego adresu IP w Azure jest istotna dla wielu usług… Dowiedz się więcej: Konfiguracja Reverse DNS w Azure za pomocą Azure CLI
• Ransomware: Epidemia w Cyberprzestrzeni
  Wprowadzenie: W miarę jak społeczeństwo coraz bardziej uzależnia się od technologii, ataki ransomware stają się… Dowiedz się więcej: Ransomware: Epidemia w Cyberprzestrzeni
• EXT4 niezawodny System Plików dla Linuxa
  Wprowadzenie: System plików to kluczowy element każdego systemu operacyjnego, odpowiedzialny za organizację i zarządzanie danymi… Dowiedz się więcej: EXT4 niezawodny System Plików dla Linuxa
• Wpływ promieniowania nadajników GSM na zdrowie
  Wprowadzenie: Wraz z dynamicznym rozwojem technologii telekomunikacyjnych, nadajniki GSM umieszczone na masztach telekomunikacyjnych stały się… Dowiedz się więcej: Wpływ promieniowania nadajników GSM na zdrowie
• Logical Volume Manager LVM
  elastyczne zarządzanie przestrzenią dyskową Logical Volume Manager, czyli LVM, to zaawansowane narzędzie zarządzania przestrzenią dyskową… Dowiedz się więcej: Logical Volume Manager LVM
• Bezpieczeństwo IT w Erze Cyfrowej
  Wyzwania i Strategie Ochronne W erze, gdzie technologia odgrywa kluczową rolę we wszystkich aspektach życia,… Dowiedz się więcej: Bezpieczeństwo IT w Erze Cyfrowej
• System plików ZFS w systemie Linux
  Spis treści ZFS jest zaawansowanym systemem plików, który oferuje wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi… Dowiedz się więcej: System plików ZFS w systemie Linux
• Zarządzanie siecią w Hyper-V
  Powershell jest potężnym narzędziem do zarządzania siecią w Hyper-V. Hyper-V jest technologią wirtualizacji firmy Microsoft,… Dowiedz się więcej: Zarządzanie siecią w Hyper-V
• Polecenie ifconfig
  ifconfig to polecenie używane w systemach operacyjnych typu Unix (takich jak Linux czy macOS) do… Dowiedz się więcej: Polecenie ifconfig
• Wyszukiwanie plików find i locate
  Wyszukiwanie plików to kluczowy element pracy na systemach operacyjnych, szczególnie w środowiskach Unix-like. Dwa popularne… Dowiedz się więcej: Wyszukiwanie plików find i locate

Chmura tagów

Administrator Antywirus Ataki Bezpieczeństwo Firewall GSM Hacker Haker Hyper-V Internet Komputer Kontenery Kubernetes Linux MANIPULACJA Microsoft Mikrotik Phishing PPPoE Router Serwery Sieci Teams Telefon TP-Link VPN WAP WiFi Windows ZFS