راهنمای کامل Kubernetes (K8s) – انجمن DEV

مفاهیم اصلی

Kubernetes چیست؟

Kubernetes را به عنوان یک خلبان خودکار پیشرفته برای برنامه های کاربردی خود در نظر بگیرید.

• یک پلت فرم ارکستراسیون کانتینر که استقرار و مدیریت برنامه را خودکار می کند
• ایجاد شده توسط Google، اکنون توسط بنیاد محاسبات بومی ابری (CNCF) نگهداری می شود
• K8s = K + 8 حرف + s (نام مخفف)

مزایای کلیدی

اینها مهمترین مزایایی است که K8s را قدرتمند می کند:

ارکستراسیون کانتینری

• مثل رهبر ارکستری که ارکستری از کانتینرها را هدایت می کند
• به طور خودکار مکان و زمان اجرای کانتینرها در چندین ماشین را مدیریت می کند

خود درمانی

• به طور خودکار ظروف شکست خورده را شناسایی و جایگزین می کند
• مانند داشتن یک تیم تعمیر و نگهداری که 24/7 کار می کند

مقیاس بندی افقی

• بر اساس تقاضا، کپی های برنامه را اضافه/حذف می کند
• مانند باز کردن خطوط تسویه‌حساب بیشتر وقتی فروشگاه شلوغ می‌شود

تعادل بار

• ترافیک ورودی را در چندین کانتینر توزیع می کند
• مانند یک کنترل کننده ترافیک که ماشین ها را به خطوط مختلف هدایت می کند

رونمایی خودکار/بازگشت

• به روز رسانی ایمن برنامه ها با زمان خاموشی صفر
• اگر مشکلی پیش آمد می‌تواند تغییرات را واگرد کند
• مانند داشتن دکمه “لغو” برای استقرار

مدیریت مخفی

• به طور ایمن اطلاعات حساس (رمزهای عبور، کلیدها) را مدیریت می کند
• اسرار را جدا از کد برنامه حفظ می کند

اجزای معماری

گره اصلی (صفحه کنترل)

مغز خوشه Kubernetes:

سرور API

• درب جلو برای تمام عملیات Kubernetes
• تمام دستورات و ارتباطات از اینجا انجام می شود
• مثل ایست بازرسی در فرودگاه

etcd

• پایگاه داده Cluster که تمام تنظیمات را ذخیره می کند
• مانند بانک حافظه خوشه
• وضعیت خوشه را پیگیری می کند

برنامه ریز

• تصمیم می گیرد که کدام گره کدام کانتینر را اجرا کند
• مانند یک مدیر منابع انسانی که کار را به کارمندان محول می کند
• منابع، محدودیت ها و سیاست ها را در نظر می گیرد

مدیر کنترلر

• اطمینان حاصل می کند که حالت مورد نظر با وضعیت واقعی مطابقت دارد
• خرابی گره ها، مقیاس بندی و به روز رسانی ها را مدیریت می کند
• مانند یک سرپرست که مطمئن می شود همه چیز به درستی اجرا می شود

اجزای گره کارگر

اسب های کار خوشه Kubernetes:

Kubelet

• عامل اصلی در حال اجرا بر روی هر گره
• از سالم بودن و کارکرد ظروف اطمینان حاصل می کند
• مانند یک رهبر تیم که بر کارگران نظارت می کند

زمان اجرا کانتینر

• نرم افزاری که کانتینرها را اجرا می کند (Docker/containerd)
• چرخه عمر کانتینر را کنترل می کند
• کارگر واقعی که وظایف فیزیکی را انجام می دهد

پروکسی باشید

• قوانین شبکه را روی گره ها مدیریت می کند
• ارتباط pod-to-pod را فعال می کند
• مانند یک سرویس پستی برای خوشه شما

اشیاء و منابع اساسی

غلاف

کوچکترین واحد قابل استقرار در Kubernetes:

• حاوی یک یا چند ظرف است
• منابع ذخیره سازی و شبکه را به اشتراک می گذارد
• زودگذر (موقت) ذاتاً

ReplicaSets

در دسترس بودن زیاد برنامه ها را تضمین می کند:

• تعداد مشخصی از کپی های غلاف را حفظ می کند
• به طور خودکار غلاف های خراب را جایگزین می کند
• دسته هایی که به سمت بالا/پایین می روند

استقرارها

انتشار برنامه ها را مدیریت می کند:

• نحوه به‌روزرسانی‌ها را کنترل می‌کند
• در صورت نیاز برگشت را فعال می کند
• چرخه عمر کامل برنامه را مدیریت می کند

خدمات

شبکه پایدار را فراهم می کند:

انواع:

1. ClusterIP

   • فقط دسترسی خوشه داخلی
   • نوع سرویس پیش فرض

2. NodePort

   • سرویس را در IP هر گره نشان می دهد
   • قابل دسترسی از خارج خوشه

3. LoadBalancer

   • خدمات را به صورت خارجی در معرض دید قرار می دهد
   • از متعادل کننده بار ارائه دهنده ابر استفاده می کند

4. نام خارجی

   • خدمات نقشه به نام DNS خارجی
   • برای دسترسی به خدمات خارجی استفاده می شود

حجم ها

تداوم داده ها را کنترل می کند:

• ذخیره سازی دائمی برای غلاف ها فراهم می کند
• Survives کانتینر راه اندازی مجدد می شود
• می توان بین ظروف به اشتراک گذاشت

ConfigMaps و Secrets

پیکربندی و داده های حساس را مدیریت می کند:

• پیکربندی را از کد جدا می کند
• به طور ایمن اطلاعات حساس را کنترل می کند
• می توان بدون بازسازی ظروف به روز رسانی کرد

مفاهیم پیشرفته

StatefulSets

برای برنامه های کاربردی:

• هویت شبکه پایدار را ارائه می دهد
• استقرار / مقیاس بندی منظم را حفظ می کند
• ایده آل برای پایگاه داده ها و برنامه های حالت دار

DaemonSets

پادها را روی هر گره اجرا می کند:

• یک غلاف در هر گره
• ایده آل برای نظارت / ورود به سیستم
• به طور خودکار گره های جدید را کنترل می کند

جابز و کرون جابز

اجرای وظایف را کنترل می کند:

• شغل: کارهای یکبار مصرف
• CronJobs: وظایف برنامه ریزی شده
• ایده آل برای پردازش دسته ای

ورود

دسترسی خارجی را مدیریت می کند:

• مسیریابی HTTP/HTTPS
• خاتمه SSL/TLS
• مسیریابی مبتنی بر URL

فضای نام

جداسازی منابع را فراهم می کند:

• خوشه های مجازی درون خوشه
• منابع را بر اساس تیم/پروژه جدا می کند
• دسترسی و سهمیه منابع را کنترل می کند

بهترین شیوه ها

1. مدیریت منابع

   • همیشه محدودیت منابع را تعیین کنید
   • نظارت بر استفاده از منابع
   • از مقیاس افقی استفاده کنید

2. امنیت

   • از RBAC (کنترل دسترسی مبتنی بر نقش) استفاده کنید
   • به طور منظم اسرار را بچرخانید
   • تصاویر را به روز نگه دارید

3. در دسترس بودن بالا

   • از چند کپی استفاده کنید
   • اجرای بودجه های اختلال پاد
   • در سراسر مناطق مستقر شود

4. نظارت

   • اجرای ثبت جامع
   • هشدار را تنظیم کنید
   • نظارت بر سلامت خوشه