Kubernetes Introduktion: Sådan administreres containeriserede applikationer effektivt

Kubernetes er blevet den mest populære platform til containerorkestrering, og den tilbyder en løsning til automatiseret implementering, skalering og administration af containeriserede applikationer. Denne artikel vil give begyndere og mellemstore udviklere en praktisk introduktion, der hjælper dig med hurtigt at forstå de grundlæggende begreber og praktiske operationer i Kubernetes.

Hvad er Kubernetes?

Kubernetes (ofte forkortet til K8s) er en open source-platform til automatisering af implementering, skalering og administration af containeriserede applikationer. Det er udviklet af Google og doneret til Cloud Native Computing Foundation (CNCF). Kubernetes' hovedmål er at forenkle livscyklussen for applikationer og sikre systemets høje tilgængelighed og automatiserede administration.

Kubernetes' kernekomponenter

1. Pod

Pod er den mindste implementeringsenhed i Kubernetes, og den kan indeholde en eller flere containere. Hver Pod deler netværk og lagring, hvilket gør den velegnet til at køre tæt relaterede tjenester.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-app-pod
spec:
  containers:
  - name: my-app-container
    image: nginx

2. Deployment

Deployment bruges til at administrere livscyklussen for Pods, sikre at et angivet antal Pods er i drift, og muliggøre versionskontrol og opdateringer.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: my-app-container
        image: nginx

3. Service

Service giver en stabil adgangsindgang, der tillader andre Pods eller eksterne brugere at få adgang til kørende Pods.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-app-service
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80

Fordele ved Kubernetes

• Automatiseret administration: Kubernetes kan automatisk implementere, skalere og administrere containerapplikationer, hvilket reducerer manuel betjening og mindsker risikoen for fejl.
• Høj tilgængelighed: Gennem ReplicaSets sikrer Kubernetes, at der er tilstrækkelige Pod-instanser i drift; hvis en instans fejler, genstarter eller erstatter systemet den automatisk.
• Lastbalancering: Kubernetes har indbygget lastbalanceringsfunktionalitet, der kan fordele trafik til tjenester og sikre effektiv ressourceudnyttelse.

Sådan kommer du hurtigt i gang med Kubernetes

1. Forberedelse af miljøet

Først skal du oprette et Kubernetes-miljø. Dette kan gøres på forskellige måder, for eksempel ved at bruge Minikube til lokal test eller ved at oprette et cluster på en cloududbyder (som Google Kubernetes Engine, AWS EKS, Azure AKS).

Installation af Kubernetes med Minikube

• Installer Minikube og kubectl

# Installer Minikube (se den officielle dokumentation for specifik installationsmetode)
brew install minikube

# Installer kubectl
brew install kubectl

• Start Minikube

minikube start

2. Implementering af den første applikation

Som et eksempel kan vi implementere Nginx ved at definere en Deployment og Service.

# Opret deployment.yaml fil
cat  deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
EOF

# Anvend deployment
kubectl apply -f deployment.yaml

# Opret service.yaml fil
cat  service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: NodePort
EOF

# Anvend service
kubectl apply -f service.yaml

3. Adgang til applikationen

Hver gang du opretter en NodePort type Service, vil Kubernetes tildele en port til den. Du kan få adgangsadressen ved at køre følgende kommando:

minikube service nginx-service --url

Brug en browser til at besøge den udskrevne URL for at se Nginx' velkomstside.

Almindelige fejl og fejlfinding

Når du bruger Kubernetes, kan du støde på nogle almindelige problemer, såsom at Pod-status er CrashLoopBackOff. Dette er ikke en fejl, men en sikkerhedsmekanisme; Kubernetes genstarter ikke Pods uendeligt efter et nedbrud, men øger forsinkelsen mellem hver genstart for at undgå systemforvirring.

Du kan se loggene for Pods ved at køre følgende kommando for at hjælpe med fejlfinding:

kubectl logs 

Konklusion

Kubernetes er et kraftfuldt værktøj til containeradministration. Ved at mestre dens kernebegreber og almindeligt anvendte kommandoer vil du kunne administrere og implementere cloud-native applikationer mere effektivt. Med udbredelsen af cloud computing og containerteknologier vil det at lære Kubernetes åbne nye muligheder for din karriere. Vi håber, at denne guide kan hjælpe og fungere som reference i din læringsrejse med Kubernetes.