Kubernetesin aloitusopas: Kuinka hallita konttiapplikaatioita tehokkaasti

Kubernetes on tullut nykyisin suosituimmaksi konttien orkestrointialustaksi, ja se tarjoaa ratkaisun konttiapplikaatioiden automatisoituun käyttöönottoon, skaalaamiseen ja hallintaan. Tämä artikkeli tarjoaa käytännön aloitusoppaan aloittelijoille ja keskitasoisille kehittäjille, auttaen sinua hallitsemaan Kubernetesin keskeisiä käsitteitä ja käytännön toimintoja nopeasti.

Mikä on Kubernetes?

Kubernetes (yleisesti lyhennettynä K8s) on avoimen lähdekoodin alusta, joka automatisoi konttiapplikaatioiden käyttöönoton, skaalaamisen ja hallinnan. Sen on kehittänyt Google ja lahjoittanut sen Cloud Native Computing Foundationille (CNCF). Kubernetesin päätavoitteena on yksinkertaistaa applikaatioiden elinkaaren hallintaa ja varmistaa järjestelmän korkea saatavuus ja automaattinen hallinta.

Kubernetesin keskeiset komponentit

1. Pod

Pod on Kubernetesin pienin käyttöönottoyksikkö, joka voi sisältää yhden tai useamman kontin. Jokainen Pod jakaa verkon ja tallennustilan, ja se soveltuu tiiviisti liittyvien palveluiden ajamiseen.

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

2. Deployment

Deploymentia käytetään Podin elinkaaren hallintaan, varmistaen, että määritetty määrä Podeja on käynnissä, ja se mahdollistaa versionhallinnan ja päivitykset.

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 tarjoaa vakaan pääsyn, joka sallii muiden Podejen tai ulkoisten käyttäjien käyttää käynnissä olevia Podeja.

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

Kubernetesin edut

• Automaattinen hallinta: Kubernetes voi automaattisesti ottaa käyttöön, skaalata ja hallita konttiapplikaatioita, vähentäen manuaalista työtä ja virheiden todennäköisyyttä.
• Korkea saatavuus: ReplicaSetsin avulla Kubernetes varmistaa, että riittävästi Pod-instansseja on käynnissä, ja jos jokin instanssi epäonnistuu, järjestelmä käynnistää sen automaattisesti uudelleen tai korvataan.
• Kuormantasaus: Kubernetesin sisäänrakennettu kuormantasausominaisuus voi jakaa liikennettä palveluille, varmistaen resurssien tehokkaan käytön.

Kuinka päästä nopeasti alkuun Kubernetesin kanssa

1. Ympäristön valmistelu

Ensinnäkin sinun on rakennettava Kubernetes-ympäristö. Tämä voidaan tehdä monin eri tavoin, kuten käyttämällä Minikubea paikalliseen testaukseen tai luomalla klusteri pilvipalveluntarjoajilla (kuten Google Kubernetes Engine, AWS EKS, Azure AKS).

Kubernetesin asentaminen Minikuben avulla

• Asenna Minikube ja kubectl

# Asenna Minikube (tarkista tarkat asennusohjeet Minikuben virallisista asiakirjoista)
brew install minikube

# Asenna kubectl
brew install kubectl

• Käynnistä Minikube

minikube start

2. Ensimmäisen applikaation käyttöönotto

Otetaan esimerkiksi Nginx, voimme ottaa käyttöön Nginxin määrittelemällä Deployment ja Service.

# Luo deployment.yaml-tiedosto
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

# Käytä deploymentia
kubectl apply -f deployment.yaml

# Luo service.yaml-tiedosto
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

# Käytä palvelua
kubectl apply -f service.yaml

3. Pääsy applikaatioon

Aina kun luot NodePort-tyyppisen palvelun, Kubernetes varaa sille portin. Voit saada pääsyosoitteen seuraavalla komennolla:

minikube service nginx-service --url

Käytä selainta tulostetun URL-osoitteen avaamiseen, ja näet Nginxin tervetuliasivun.

Yleiset virheet ja vianetsintä

Kubernetesia käytettäessä saatat kohdata joitakin yleisiä ongelmia, kuten Podin tila on CrashLoopBackOff. Tämä ei ole virhe, vaan turvallisuusmekanismi, jossa Kubernetes ei käynnistä Podia uudelleen loputtomasti sen kaatuessa, vaan lisää viivettä jokaisen uudelleenkäynnistyksen välille, estäen järjestelmän sekaantumisen.

Voit tarkastella Podin lokitietoja seuraavalla komennolla, mikä auttaa vianetsinnässä:

kubectl logs 

Johtopäätös

Kubernetes on tehokas konttien hallintatyökalu, ja hallitsemalla sen keskeisiä käsitteitä ja yleisiä komentoja voit hallita ja ottaa käyttöön pilvipohjaisia applikaatioita tehokkaammin. Pilvilaskennan ja konttiteknologian yleistyessä Kubernetesin oppiminen avaa uusia mahdollisuuksia urakehityksellesi. Toivottavasti tämä opas auttaa ja tarjoaa viitteitä Kubernetesin oppimismatkallasi.