Kubernetes

Příklady z praxe

1. 01

   Katalog produktů se třemi replikami

   E-shop nasadí katalog produktů jako Deployment se třemi replikami. Když jeden uzel selže, Kubernetes vytvoří chybějící Pod na jiném uzlu a služba zůstane dostupná přes zbývající repliky. Tým nemusí ručně hledat server, na kterém proces spadl.

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     name: katalog
   spec:
     replicas: 3
     selector:
       matchLabels:
         app: katalog
     template:
       metadata:
         labels:
           app: katalog
       spec:
         containers:
           - name: katalog
             image: registry.example.com/katalog:1.8.2
             ports:
               - containerPort: 8080

2. 02

   Stabilní adresa pro měnící se Pody

   Frontend potřebuje volat katalog produktů, ale jednotlivé Pody katalogu se při aktualizacích mění. Service vytvoří stabilní síťové jméno a posílá provoz na aktuálně zdravé Pody se štítkem app: katalog. Aktualizace backendu tak nevyžaduje změnu konfigurace frontendu.

   apiVersion: v1
   kind: Service
   metadata:
     name: katalog
   spec:
     selector:
       app: katalog
     ports:
       - port: 80
         targetPort: 8080

Časté omyly

MýtusKubernetes je jen náhrada za Docker Compose v produkci.

Ve skutečnostiKubernetes řeší širší oblast než lokální skládání kontejnerů: plánování na uzly, samoopravu, síťové služby, řízení oprávnění, aktualizace a práci s clustery. Docker Compose je jednodušší nástroj pro menší sestavy, často hlavně ve vývoji.

MýtusKdyž aplikace běží v Kubernetes, je automaticky vysoce dostupná.

Ve skutečnostiKubernetes poskytuje mechanismy pro repliky, health checky a přesun úloh, ale vysoká dostupnost závisí na návrhu aplikace, databázi, úložišti, síti a konfiguraci clusteru. Špatně nastavená aplikace může mít výpadky i v Kubernetes.

Časté dotazy

Kdy dává Kubernetes smysl pro menší tým?

Kubernetes se vyplatí hlavně u aplikací složených z více služeb, které potřebují škálování, řízené aktualizace, automatické zotavení a podobné prostředí ve vývoji, testu i produkci. Jednoduchý web s malým provozem může být levnější a srozumitelnější na platformě typu PaaS, ve virtuálním serveru nebo v managed kontejnerové službě bez plného clusteru.

Sestavuje Kubernetes Docker image?

Kubernetes obvykle kontejnery sám nevytváří ve smyslu sestavení image. Kubernetes bere hotové container images z registru a rozhoduje, kde a kolikrát poběží. Build image, skenování zranitelností a publikování do registru patří typicky do CI/CD pipeline. Kubernetes pak z deklarace vyčte, jaký image má spustit a jak má hlídat jeho životní cyklus.

Je Kubernetes vhodný pro databáze?

Kubernetes umí provozovat stavové aplikace, ale databáze v clusteru vyžadují opatrnější návrh než běžné stateless služby. Databáze potřebuje trvalé úložiště, zálohy, obnovu, řízení verzí a jasný plán při výpadku uzlu. Pro mnoho týmů je praktičtější provozovat databázi jako managed službu a v Kubernetes nechat aplikační vrstvu.

Co znamená managed Kubernetes?

Managed Kubernetes znamená, že poskytovatel cloudu obvykle spravuje část řídicí roviny, integraci se sítí, aktualizace komponent a napojení na cloudové služby. Aplikační tým ale stále odpovídá za manifesty, bezpečnostní pravidla, limity zdrojů, monitoring aplikací a samotné nasazování. Managed služba snižuje provozní zátěž, ale neodstraňuje potřebu rozumět modelu Kubernetes.

Zdroje

1. Kubernetes Documentation(otevře se v novém okně)Kubernetes
2. Kubernetes Overview(otevře se v novém okně)Kubernetes
3. Pods(otevře se v novém okně)Kubernetes
4. Service(otevře se v novém okně)Kubernetes

Související pojmy

• CI/CDCI/CD je sada postupů a automatizací, které průběžně integrují změny kódu, ověřují je testy a připravují nebo provádějí nasazení aplikace. Cílem je zkrátit cestu od commitu k bezpečnému vydání, snížit ruční práci a rychle odhalit chyby v build procesu, konfiguraci nebo samotném kódu.
• DockerDocker je platforma pro vytváření, distribuci a spouštění aplikací v kontejnerech. Umožňuje zabalit program se závislostmi do přenositelného image, který lze spustit podobně na vývojářském počítači, v testech i na serveru. Pomáhá sjednotit prostředí, zrychlit nasazování a oddělit aplikace od hostitelského systému.
• KontejnerKontejner je izolované běhové prostředí pro aplikaci, které obsahuje její kód, knihovny a nastavení, ale obvykle sdílí jádro operačního systému hostitele. V praxi umožňuje spustit stejný software lokálně, na serveru i v cloudu s menším režijním zatížením než plnohodnotný virtuální stroj.
• Infrastruktura jako kódInfrastruktura jako kód je způsob správy serverů, sítí, databází a cloudových služeb pomocí verzovaných konfiguračních souborů místo ručních kliknutí v administraci. Tým v kódu popíše požadovaný stav prostředí, nástroje změny naplánují, provedou a dovolí je opakovat, kontrolovat i vracet podobně jako u aplikačního kódu.
• Automatické škálováníAutomatické škálování je řízení výpočetní kapacity služby podle aktuální nebo očekávané zátěže bez ručního zásahu operátora. Systém přidává či odebírá instance, kontejnery, vlákna nebo jiné prostředky podle metrik a pravidel, aby aplikace zvládla špičky, neplatila zbytečnou rezervu a zůstala stabilní.
• OrchestraceOrchestrace je automatizované řízení mnoha dílčích úloh, kontejnerů nebo služeb tak, aby dohromady tvořily fungující celek. Orchestrátor rozhoduje, co se kde spustí, v jakém pořadí, co se stane při selhání a kdy se má kapacita zvětšit. Typickými nástroji jsou Kubernetes pro kontejnery a Airflow pro datové pipeline.
• ACIDACID je sada čtyř vlastností databázové transakce: atomicity, consistency, isolation a durability. Zaručuje, že skupina zápisů proběhne jako jeden celek, neporuší definovaná pravidla databáze, nebude se nebezpečně míchat s jinými transakcemi a po potvrzení přežije pád systému, například při převodu peněz.
• Adaptive IconAdaptivní ikona je formát ikony aplikace na Androidu, který se místo jedné hotové bitmapy skládá z oddělených vrstev: pozadí a popředí. Systém výsledný tvar sám ořízne podle masky výrobce zařízení a může vrstvy animovat nebo přebarvit. Vývojář tak dodá jeden zdroj a launcher z něj vytvoří kruh, čtverec i squircle.