Kubernetes Vodnik za začetnike: Kako učinkovito upravljati s kontejneriziranimi aplikacijami

Kubernetes je postal trenutno najbolj priljubljena platforma za orkestracijo kontejnerjev, ki ponuja rešitev za avtomatizirano uvajanje, razširjanje in upravljanje kontejneriziranih aplikacij. Ta članek bo začetnikom in srednje naprednim razvijalcem ponudil praktičen vodnik za hitro obvladovanje osnovnih konceptov in dejanskih operacij Kubernetes.

Kaj je Kubernetes?

Kubernetes (običajno okrajšano kot K8s) je odprtokodna platforma za avtomatizacijo uvajanja, razširjanja in upravljanja kontejneriziranih aplikacij. Razvila ga je družba Google in ga podarila Fundaciji za oblak naravno računalništvo (CNCF). Glavni cilj Kubernetes je poenostaviti upravljanje življenjskega cikla aplikacij ter zagotoviti visoko razpoložljivost in avtomatizirano upravljanje sistema.

Ključne komponente Kubernetes

1. Pod

Pod je najmanjša enota uvajanja v Kubernetesu, ki lahko vsebuje enega ali več kontejnerjev. Vsak Pod deli omrežje in shranjevanje, kar je primerno za izvajanje tesno povezanih storitev.

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

2. Deployment

Deployment se uporablja za upravljanje življenjskega cikla Podov, zagotavlja, da je določeno število Podov v stanju delovanja, ter omogoča nadzor različic in posodobitve.

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 zagotavlja stabilen dostopni vhod, ki omogoča drugim Podom ali zunanjim uporabnikom dostop do delujočih Podov.

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

Prednosti Kubernetes

• Avtomatizirano upravljanje: Kubernetes lahko avtomatsko uvaja, razširja in upravlja kontejnerske aplikacije, kar zmanjšuje ročno delo in zmanjšuje verjetnost napak.
• Visoka razpoložljivost: S pomočjo ReplicaSets Kubernetes zagotavlja, da je dovolj primerkov Podov v delovanju; ko en primerek odpove, sistem samodejno ponovno zažene ali zamenja.
• Uravnoteženje obremenitve: Kubernetes ima vgrajeno funkcionalnost za uravnoteženje obremenitve, ki lahko dodeli promet storitvam in zagotovi učinkovito izkoriščanje virov.

Kako hitro začeti s Kubernetes

1. Priprava okolja

Najprej morate postaviti okolje Kubernetes. To lahko storite na več načinov, na primer z uporabo Minikube za lokalno testiranje ali z vzpostavitvijo gruče pri ponudnikih oblačnih storitev (kot so Google Kubernetes Engine, AWS EKS, Azure AKS).

Namestitev Kubernetes z Minikube

• Namestite Minikube in kubectl

# Namestite Minikube (za podrobne navodila se sklicujte na uradno dokumentacijo Minikube)
brew install minikube

# Namestite kubectl
brew install kubectl

• Zaženite Minikube

minikube start

2. Uvajanje prve aplikacije

Kot primer vzamemo Nginx, ki ga lahko uvedemo z definiranjem Deployment in Service.

# Ustvarite datoteko deployment.yaml
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

# Uporabite deployment
kubectl apply -f deployment.yaml

# Ustvarite datoteko service.yaml
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

# Uporabite service
kubectl apply -f service.yaml

3. Dostop do aplikacije

Vsakič, ko ustvarite NodePort tip storitve, Kubernetes dodeli vrata. Dostopate lahko do naslova s pomočjo naslednjega ukaza:

minikube service nginx-service --url

Z uporabo brskalnika dostopite do URL-ja, ki je bil izpisan, in videli boste pozdravno stran Nginx.

Pogoste napake in odpravljanje težav

Med uporabo Kubernetes se lahko srečate z nekaterimi pogostimi težavami, kot je stanje Pod-a CrashLoopBackOff. To ni napaka, temveč varnostni mehanizem; Kubernetes po zrušenju Pod-a ne bo nenehno ponovno zagnal, temveč bo med vsakim ponovnim zagonom povečal zamudo, da se izogne zmedi sistema.

S pomočjo naslednjega ukaza lahko preverite dnevnike Pod-a, kar vam pomaga pri odpravljanju težav:

kubectl logs 

Zaključek

Kubernetes je močno orodje za upravljanje kontejnerjev. Z obvladovanjem njegovih osnovnih konceptov in pogosto uporabljenih ukazov boste lahko učinkoviteje upravljali in uvajali aplikacije v oblaku. Z naraščanjem oblačnega računalništva in tehnologij kontejnerjev bo učenje Kubernetes odprlo nove priložnosti za vašo karierno pot. Upamo, da vam bo ta vodnik pomagal in služil kot referenca na vaši učni poti v Kubernetes.