Посібник для початківців Kubernetes: як ефективно керувати контейнеризованими додатками

Kubernetes став найпопулярнішою платформою для оркестрації контейнерів, яка пропонує рішення для автоматизованого розгортання, масштабування та управління контейнеризованими додатками. Ця стаття надасть практичний посібник для початківців та середніх розробників, щоб допомогти вам швидко освоїти основні концепції та практичні дії Kubernetes.

Що таке Kubernetes?

Kubernetes (зазвичай скорочується до K8s) — це відкрита платформа для автоматизації розгортання, масштабування та управління контейнеризованими додатками. Вона була розроблена Google і передана Фонду Cloud Native Computing (CNCF). Основна мета Kubernetes — спростити управління життєвим циклом додатків і забезпечити високу доступність системи та автоматизоване управління.

Основні компоненти Kubernetes

1. Pod

Pod — це найменша одиниця розгортання в Kubernetes, яка може містити один або кілька контейнерів. Кожен Pod ділить мережу та зберігання, що підходить для запуску тісно пов'язаних сервісів.

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

2. Deployment

Deployment використовується для управління життєвим циклом Pod, забезпечуючи, щоб вказана кількість Pod була в стані роботи, а також дозволяє здійснювати контроль версій та оновлення.

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 забезпечує стабільний вхідний доступ, дозволяючи іншим Pod або зовнішнім користувачам отримувати доступ до працюючих Pod.

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

Переваги Kubernetes

• Автоматизоване управління: Kubernetes може автоматично розгортати, масштабувати та управляти контейнерними додатками, зменшуючи ручні операції та знижуючи ймовірність помилок.
• Висока доступність: Завдяки ReplicaSets, Kubernetes забезпечує наявність достатньої кількості екземплярів Pod у роботі; якщо один з екземплярів зазнає невдачі, система автоматично перезапустить або замінить його.
• Балансування навантаження: Kubernetes має вбудовану функцію балансування навантаження, яка може розподіляти трафік між сервісами, забезпечуючи ефективне використання ресурсів.

Як швидко почати з Kubernetes

1. Підготовка середовища

Спочатку вам потрібно налаштувати середовище Kubernetes. Це можна зробити різними способами, наприклад, використовуючи Minikube для локального тестування або створивши кластер на хмарних сервісах (таких як Google Kubernetes Engine, AWS EKS, Azure AKS).

Встановлення Kubernetes за допомогою Minikube

• Встановіть Minikube та kubectl

# Встановлення Minikube (конкретні методи встановлення дивіться в офіційній документації Minikube)
brew install minikube

# Встановлення kubectl
brew install kubectl

• Запустіть Minikube

minikube start

2. Розгортання першого додатку

Візьмемо Nginx як приклад; ми можемо розгорнути Nginx, визначивши Deployment та Service.

# Створіть файл 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

# Застосуйте deployment
kubectl apply -f deployment.yaml

# Створіть файл 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

# Застосуйте service
kubectl apply -f service.yaml

3. Доступ до додатку

Щоразу, коли ви створюєте Service типу NodePort, Kubernetes призначає йому порт. Ви можете отримати адресу доступу за допомогою наступної команди:

minikube service nginx-service --url

Використовуйте браузер для доступу до URL, що виводиться, і ви побачите вітальну сторінку Nginx.

Загальні помилки та налагодження

Під час використання Kubernetes ви можете зіткнутися з деякими поширеними проблемами, такими як статус Pod CrashLoopBackOff. Це не є помилкою, а механізмом безпеки; Kubernetes не перезапускає Pod безкінечно після його аварії, а збільшує затримку між перезапусками, щоб уникнути плутанини в системі.

Ви можете переглянути журнали Pod за допомогою наступної команди, щоб допомогти в налагодженні:

kubectl logs 

Висновок

Kubernetes — це потужний інструмент для управління контейнерами. Освоївши його основні концепції та поширені команди, ви зможете ефективніше управляти та розгортати хмарні додатки. З поширенням хмарних обчислень та технологій контейнеризації вивчення Kubernetes відкриє нові можливості для вашого професійного розвитку. Сподіваємося, цей посібник допоможе вам у вашій навчальній подорожі з Kubernetes.