17.01.2023
Александр Орлов
Технический консультант

Технология Kubernetes - тренд технической разработки

Один из главных трендов технической разработки — контейнеризация. Этот способ помогает IT-бизнесу создавать стабильно работающие приложения и выстраивать непрерывный процесс обновлений, который не влияет на опыт пользователей.

Один из главных трендов технической разработки — контейнеризация. Этот способ помогает IT-бизнесу создавать стабильно работающие приложения и выстраивать непрерывный процесс обновлений, который не влияет на опыт пользователей. Однако разработчики сталкиваются с проблемой управления контейнерами. Чтобы облегчить работу, была создана платформа для оркестрации — Kubernetes, или k8s. Открытый исходный код позволяет свободно использовать сервисы. Постепенно она обросла своей экосистемой и сообществом, собравшим в одном месте лучшие на сегодняшний день практики.

В этой статье мы разберем, что такое Kubernetes, как появилась система, чем этот подход отличается от распространенных ранее технологий. Вы узнаете о преимуществах и поймете, как начать применять ее в своих проектах.

История появления и развития платформы

Долгое время приложения строились как единые системы, где все функции тесно взаимосвязаны. Изменение одного элемента влекло за собой переработку всех остальных, поскольку между ними не было четких границ. Такие программы сложно масштабировать, потому что каждый новый компонент усложнял их. Релизы при таком подходе занимают слишком много времени, что коммерчески невыгодно в эру стартапов.

Рабочий процесс выглядел так:

  • программисты разрабатывают систему и передают ее системным администраторам;
  • задача сисадминов — развернуть приложение на сервере;
  • при переносе возникают сбои и сложности, которые нужно исправлять;
  • по итогу они сопротивлялись постоянным обновлениям.

Все это приводило к тому, что от покупки оборудования до релиза проходили месяцы. При этом управлять такой неповоротливой системой было сложно. Крупные компании решили эту проблему с помощью API и других сервисов для автоматизации работы с сервером. Из-за упрощения эти задачи смогли выполнять сами программисты. С этого момента начинают стираться границы между специалистами.

Containers

На этом этапе появляются контейнеры, работающие на технологиях Linux. На основе этого был создан комплекс Docker, задача которого сводилась к упаковке и распределению приложений по частям. Такая контейнеризация снимала проблему переноса программы с компьютера разработчика на сервер — готовый продукт хорошо работал в реальной среде без дополнительных манипуляций.

Когда программист стал отвечать и за функционирование софта, появился DevOps — методика создания приложений, при которой и разработка (Dev), и администрирование (Ops) стали зоной ответственности одной команды. Подход сократил цикл релиза: обновления стали выходить быстрее за счет того, что пишущие код разработчики могут быстрее найти причины сбоев и исправить их в рабочей среде.

Микросервисы и создание Kubernetes

Следующий этап — разделение одной программы на микросервисы. Платформа делится на небольшие независимые части. Это позволяет вносить изменения в один набор функций, не затрагивая другие компоненты. Пример — приложение доставки еды, которое разделяется на подключение ресторанов или магазинов, систему приема платежей, личный кабинет пользователя, отслеживание пути курьера по картам и т.д. Если команда вносит изменения на этапе оплаты заказа, это никак не отразится на других функциях.

Это удобно с точки зрения поставки приложений и скорости обновлений, но сложно с позиции менеджмента. Для автоматического развертывания и управления контейнерами появился Kubernetes. Технология k8s возникла из внутреннего сервиса Google, созданного для работы с кластерами. Система называлась Borg. Ее команда получила задачу разработать открытый софт для оркестрирования контейнеров. Название произошло от греческого слова, означающего «рулевой» или «управляющий» — это отражает главную функцию платформы.

Как работает технология

Чтобы понять, как работает Kubernetes, нужно разобраться в его главных компонентах — микросервисах и контейнерах.

Микросервис — независимая часть софта, которая расположена в блоке. За счет автономности работа с ней не затрагивает другие элементы. Несмотря на самостоятельность отдельных деталей, приложение остается единым благодаря API, HTTP или другим протоколам. Часто ПО состоит из разных функций, для разработки которых используются разные языки программирования и библиотеки. Из-за этого возникают проблемы с выстраиванием взаимосвязей, усложняется отладка системы.

Чтобы все это работало как единый механизм, используются контейнеры. Их можно представить в виде коробок, по которым распределяются инструменты, конфигурации, библиотеки, функции. За счет их «упаковки» при переносе части софта на сервер оно не ломается, остается стабильным, как на компьютере программиста. Чаще всего работает формула: 1 контейнер = 1 микросервис, но это не обязательное условие.

Принципы платформы Kubernetes

Приложения расширяются, контейнеров становится много, поэтому возникает проблема с управлением. Kubernetes автоматизирует этот процесс. Принципы работы платформы:

  • Оркестрация снижает роль ручного контроля — большинство задач автоматизируется.
  • Не обязательно обновлять всю программу, можно вносить изменения только в одну часть.
  • Декларативный подход: команде нужно указывать цели, а не методы ее достижения.
  • K8s не может работать самостоятельно — для запуска приложений в контейнерах должна быть подготовлена среда на Linux, например, в формате Docker.
  • В основе остаются виртуальные сервера, меняется их принцип устройства.

Благодаря заранее описанной инфраструктуре в системе формируются схемы: они показывают Kubernetes, как все должно функционировать. Платформа работает с кластером, чтобы создать конфигурацию под задачи. Как это происходит?

Задачи Kubernetes

С технической точки зрения, у платформы три главных функции, связанные с оркестрацией контейнеров:

  1. Создание конфигурации за счет их развертывания, перезапуска, перемещения в рамках инфраструктуры.
  2. При необходимости масштабирования — одновременный запуск на нескольких хостах.
  3. Логическая группировка с помощью API, чтобы сбалансировать систему и ресурсы для равномерного распределения нагрузки.

Благодаря этим функциям Kubernetes, команды могут одним кликом выгружать и откатывать релизы, организовывать A/B тесты, выгружать приложение по этапам, чтобы отслеживать новые баги. Также у разработчиков есть возможность самостоятельно корректировать размеры кластеров под нагрузки.

Как использовать Kubernetes для бизнеса

Часто IT-компании начинают внедрять технологии просто потому, что они стали модными в среде разработчиков. Но если в принятии таких решений опираться на количество проектов, использующих k8s, можно потратить время и ресурсы на изменения, которые не имеют смысла для вашего бизнеса.

Kubernetes создан под проекты, которые работают по AGILE. Его разумно использовать, если ваша задача — сократить до минимума срок поставки сервисов пользователям и цикл разработки. Именно поэтому стартапы часто строят приложения на основе контейнеров — им нужна гибкость и возможность постоянно вносить изменения, подстраиваясь под пользователей.

Когда бизнесу нужен Kubernetes?

  • При необходимости повысить производительность и масштабироваться. Система управления k8s позволяет легко адаптировать инфраструктуру под изменяющиеся нагрузки.
  • Когда требуется оптимизировать затраты на IT. Если у вас уже куплены сервера и создана большая физическая инфраструктура, которая не используется на 100%, возможно, нет смысла переходить на Kubernetes. Если же компания находится в стадии роста, то с помощью технологий платформы вы сможете лучше управлять расходами и тратить бюджет только на те ресурсы, которые нужны для стабильной работы приложения.
  • Если сервисы нужно быстро выводить на рынок. Разделение приложения на небольшие сервисы, каждым из которых занимается своя команда, позволяет гибко управлять процессами. Вы сможете анализировать их эффективность и оперативно запускать новые функции, повышая доходы компании.

Переход на технологию — это непростой процесс, поэтому стоит определить, насколько бизнесу необходимо это для развития. Если же вы только запускаете проект, лучше строить архитектуру по принципам k8s, разделяя софт на микросервисы.

Преимущества Kubernetes

В большинстве случаев k8s показывает себя лучше других решений. Главное преимущество — автоматизация на разных уровнях. Платформа самостоятельно управляет внутренними и внешними облачными хранилищами, распределяет ресурсы по кластерам для обеспечения контейнера необходимыми мощностями, откатывает изменения, если новая версия работает нестабильно. Это упрощает управление.

Другие плюсы технологии:

  • Гибкость при развертывании приложений даже в сравнении с виртуальными машинами.
  • Обеспечение баланса нагрузок: она регулирует сетевой трафик, поддерживая стабильность софта.
  • Упрощение администрирования за счет идентичной работы контейнера на компьютере и на рабочем сервере.
  • Стабильность приложения при внесении изменений благодаря его разделению на автономные части.
  • Автоскейлинг: Kubernetes самостоятельно масштабирует кластер по вертикали и по горизонтали, опираясь на показатели нагрузки.
  • Возможность прогнозировать производительность ПО из-за изоляции микросервисов.
  • Восстановление системы после сбоев без вмешательства — контейнер, в котором возникает поломка, перезапускается или автоматически создается заново.
  • Высокий уровень безопасности, позволяющий работать даже с конфиденциальными данными; при этом управлять паролями и менять настройки можно без повторного создания кластера.

Хотя в Kubernetes большая доля автоматизации, платформа не может работать сама по себе. При развертывании команде нужно продумать схемы баз данных, работу API, логику системы. Однако по итогу большая часть задач будет выполняться в автоматическом режиме. Многие компании обходятся без администраторов, поскольку программисты самостоятельно разрабатывают и поддерживают работу приложений. Вы можете полностью освободиться от операционных действий, связанных с администрированием, при аренде кластеров в облаке у провайдера.

Ещё один плюс k8s в том, что технология освобождает от необходимости продумывать схему аварийного восстановления при сбоях. Обычно инженерам нужно выбрать одну из двух опций — возможность быстрого развертывания резервной копии в новом месте или параллельно работающую инфраструктуру. Kubernetes во время сбоев самостоятельно переводит нагрузку на другое физическое оборудование, поддерживая отказоустойчивость в любой ситуации.

Работа с Kubernetes: с чего начать

Если вы уже используете k8s, проблем с миграцией не возникает. Платформа позволяет легко менять физическую инфраструктуру на облачную или выстраивать гибридные модели, поскольку с технической точки зрения это абстракция. Однако перейти на Kubernetes с других технологий намного сложнее. Это не просто установка нового программного обеспечения или операционной системы: у таких приложений другая логика — их архитектура выстраивается по иному принципу.

Для самостоятельного перехода вам потребуются специалисты или предварительное обучение команды разработчиков. При таком подходе миграция занимает несколько недель, а иногда — месяцев.

Намного проще и быстрее перейти в уже готовый кластер, настроенный в облаке. Такие услуги можно найти у провайдеров. Специалисты Linxdatacenter проконсультируют вас и помогут правильно организовать процесс. Плюс этого способа — сокращение времени, затрат и усилий. Если у вас активно работающий проект, можно избежать постоев.

CV

Контейнеризация — эффективный способ организации архитектуры приложений. Она позволяет чаще выпускать релизы, чтобы удовлетворять запросы пользователей. Вместо неповоротливого монолитного ПО ваш продукт разбивается на части, которые продолжают так же хорошо функционировать при обновлениях.

Kubernetes помогает улучшить управление контейнерами за счет автоматизаций. Готовые продукты работают стабильнее, а процесс администрирования упрощается.

News and publications
Article
27.01.2023
Виртуальный или физический сервер: что выбрать?
You may also be interested in
Linx Network
Remote work
Network services
Ensure network resiliency and uptime
Linx DRaaS
DraaS-023
Disaster Recovery as a Service
Disaster recovery of IT infrastructure. Protect your IT infrastructure...
Linx Private Cloud
Linxcloud
Private Cloud
Tailormade platform for reliable functioning of business applications
How can we help you?
Request Demo Access

Thank you for your inquiry, we will get back to you shortly!