Orkiestracja kontenerami z Kubernetes - dlaczego warto wdrożyć?

Wdrożenie technologii kontenerów w aplikacjach wymaga tzw. orkiestracji, czyli odpowiedniego systemu zarządzania, organizacji i planowania zasobów infrastruktury. Jednym z najpopularniejszych rozwiązań stworzonych do tego celu jest platforma Kubernetes. Tłumaczymy, co to jest Kubernetes, jak działa i dlaczego orkiestracja kontenerów z wykorzystaniem tego rozwiązania jest dobrym wyborem.

Co to jest Kubernetes?

Kubernetes, w skróce K8s, to oprogramowanie typu open source, które służy do zarządzania, automatyzacji i skalowania kontenerów linuksowych. Kubenetes pozwala grupować wirtualne maszyny, na których uruchomione zostały kontenery linuksowe, a następnie nimi zarządzać i skalować. Eliminuje problemy, które wiązały się z brakiem automatyzacji operacji kontenerowych systemu Linux. Kubernetes ułatwia zarządzanie klastrami niezależnie od typu infrastruktury, w jakim są hostowane. Sprawdza się doskonale w środowiskach on-premise, chmurach publicznych, prywatnych i hybrydowych. Umożliwia wdrażanie w środowiskach chmurowych aplikacji w oparciu o architekturę mikroserwisów.

Czytaj także: Co to są mikroserwisy i do czego służą?

Geneza Kubernetes

Kubernetes to oprogramowanie, które powstało w 2014 roku i zostało opracowane przez Google. Już wtedy ten światowy gigant wykorzystywał i wspierał technologię kontenerową Linuksa. Jak nietórych źródeł wynika, że Google wdraża ponad 2 miliardy kontenerów tygodniowo za pomocą wewnętrznej platformy Borg.

W 2015 roku projekt Kubernetes przekazano organizacji Cloud Native Computing Foundation. CNCF został utworzony po to, aby promować technologię kontenerową. Jego start ogłoszono w wraz ze startem Kubernetes 1.0, a program CNCF podano do informacji rok później, w trakcie Cloud Native Day 2016. W skład założycieli CNFC wchodzą: Google, CoreOs, Red Hat, Mesosphere, Twitter, Huawei, Intel, Cisco, IBM, Docker, Univa, VMware.

Kubernetes a kontenery

Aby pojąć fenomen Kubernetesa, trzeba zdawać sobie sprawę z wyzwań, jakie stawia technologia kontenerowa i dobrze ją rozumieć.

Kontenery, czyli odizolowane od reszty systemu “pojemniki” z procesami, kodami lub aplikacjami, mają wiele zalet. Dzięki ich izolacji można przenosić dane między różnymi środowiskami, nie martwiąc się problemem niekompatybilności. Dodatkowo kontenery działają niezależnie od innych uruchomionych procesów i, w odróżnieniu od maszyn wirtualnych, wirtualizują jedynie wybrane elementy systemu. Są stosunkowo lekkie, szybko się uruchamiają i mogą znacznie ułatwić pracę. Niestety, wykorzystanie zalet technologii kontenerowej byłoby trudne bez narzędzi do zarządzania kontenerami, czyli do orkiestracji kontenerów. To dzięki nim procesy kontenerowe stały się zautomatyzowane, a technologia skalowalna. Zniknął też problem mniejszej wydajności w innych środowiskach, która wynikała z używania technologii kontenerów Linkusa (LXC) w najpopularniejszych systemach. Jednym z programów do orkiestracji kontenerów jest platforma Kubernetes.

Jak działa platforma Kubernetes?

Działanie platformy Kubernetes opiera się na interfejsie API, które pozwala kontrolować poszczególne kontenery. Jest to sposób, który rozwiązuje problem złożoności obsługi kontenerów – zarządzanie coraz to większymi kontenerami na wielu serwerach jest po prostu trudne i nieefektywne, często prowadzi do blokowania infrastruktury lub dostawcy chmury. Dzięki Kubernetes wszystkie procesy zostają uporządkowane, a my zyskujemy nad nimi kontrolę.

Jedną z funkcjonalności Kubernetes jest również możliwość planowania uruchomienia kontenerów na wcześniej zorganizowanym klastrze maszyn wirtualnych. Platforma bierze pod uwagę dostępne zasoby obliczeniowe i zapewnia skalowalność kontenerów na różnych poziomach: skalowanie infrastruktury poziomej, automatyczne skalowanie, ręczne skalowanie, skalowanie przy użyciu kontrolera.

Kubernetes wykrywa usługi i równoważy obciążenia oraz automatyzuje większość procesów, m.in. rollouts i rollbacks. Monitoruje kontenery w celu lepszego rozdysponowania zasobów, ponownie je uruchamia, gdy ulegną awarii. Nowe funkcje ciągle są wdrażane.

Czytaj także: Jak działa Kubernetes-as-a-Service w Oktawave?

Dlaczego warto wdrożyć Kubernetes?

Z Kubernetes korzystają już nie tylko światowi giganci, ale także startupy i przedsiębiorstwa, które dopiero co poznały systemy obliczeniowe. Oczywiście, argument o tym, że “wszyscy” do orkiestracji kontenerów używają Kubernetes, nie jest powodem, który przekona świadomego przedsiębiorcę. Tym, co odgrywa decydującą rolę, są korzyści biznesowe. Posiada je nie tylko K8s, ale przede wszystkim technologia kontenerów w ogóle.

1. Zmniejszenie wydatków
   W kontenerach znajduje się wszystko, czego aplikacja wymaga do uruchomienia, a system operacyjny jest najczęściej współdzielony przez wiele kontenerów. W przeciwieństwie do maszyn wirtualnych, które posiadają własny system operacyjny dla każdej aplikacji, kontenery są wydajniejsze, zajmują mniej miejsca i wykorzystują w związku z tym mniej zasobów.
2. Przenośność (portability)
   Kontenery cechują się przenośnością tj. zawarte na nich aplikacje można dowolnie przenosić między różnymi środowiskami, a następnie uruchamiać.
3. Ułatwienie pracy
   W środowisku programistycznym kontenery skracają czas pracy nad tworzeniem aplikacji, co wynika z ich szybkiego działania i możliwości przeprowadzania operacji w różnych środowiskach.
4. Skalowalność
   Kontenery tworzy się szybko i równie szybko skaluje. Można dzięki temu natychmiast zareagować np. na nieoczekiwane obciążenie.
5. Modułowość
   Dzięki kontenerom istnieje możliwość podzielenia aplikacji na kilka komponentów. Tego typu modułowość zwiększa wydajność pracy; można pracować nad komponentem z jego własną funkcją, zamiast nad całością.

Osiągnięcie wyżej wymienionych korzyści bez systemu cloud-native byłoby jak składanie mebla bez instrukcji i wiedzy, co to za mebel. Coś na pewno złożymy, ale efekty mogą być niezadowalające, a praca pozbawiona sensu.

Obejrzyj webinar: Korzyści z Kubernetesa przy migracji do chmury

Tylko dlaczego warto wybrać właśnie Kubernetes? Powodów jest kilka.

1. Wspierane oprogramowanie
   Chociaż rozwiązań ułatwiających orkiestrację kontenerów jest wiele, to Kubernetes cieszy się największym wsparciem zarówno przemysłu, jak i szeroko rozumianej społeczności. Już wcześniej wspomniana lista założycieli CNCF, w skład której wchodzą największe globalne przedsiębiorstwa, robi wrażenie. Przy tak dużym wsparciu można liczyć na to, że Kubernetes długo utrzyma pozycję lidera, a nowe technologie dalej będą wdrażane najszybciej właśnie do K8s.
2. Duże doświadczenie
   Architektura Kubernetes opiera się na latach doświadczenia operacyjnego inżynierów Google. Ma już ponad 10 lat, dzięki czemu jest to sprawdzona platforma z opracowanymi standardami.
3. Szeroka funkcjonalność
   Kubernetes składa się z wielu funkcji, które nie występują w innych systemach zarządzania kontenerami lub znajdują się w pojedynczych oprogramowaniach. W K8s wybór języków oprogramowania, struktur czy obciążeń jest na tyle duży, że zaspokaja potrzeby różnego rodzaju użytkowników i zapewnia elastyczność.
4. Ciągły rozwój
   Duże wsparcie globalnych przedsiębiorstw i społeczności, w skład której wchodzą liczni programiści i inżynierowie, sprawia, że w Kubernetes ciągle pojawiają się nowe funkcje. Jest to system, którego tempo rozwoju nieustannie wzrasta.

Podsumowanie

Kubernetes to platforma do orkiestracji kontenerów, która cieszy się dużym wsparciem społeczności i globalnych przedsiębiorstw. Zaliczana jest do technologii z obszaru cloud native i należy obecnie do Cloud Native Computing Foundation. K8s to rozwiązanie w 100 proc. open source. Zapewnia dużą elastyczność i oferuje szerokie spektrum funkcji, które stale się powiększa. Za jego pomocą można usprawnić korzystanie z technologii kontenerów, np. w celu budowania aplikacji lub przechowywania wrażliwych danych.