Шпаргалка по Kubernetes

Дарья Матвеева · February 1, 2024

Инструменты

Kubernetes (k8s) - это opensource платформа для управления контейнеризованными сервисами.

Для чего использовать k8s?

  • упрощение декларативной настройки контейнерных приложений
  • автоматическое масштабирование, управление и развертывание контейнеров
  • балансировка нагрузки и распределение ресурсов для стабильного развертывания
  • автоматизированный процесс обновлений
  • управление конфиденциальной информацией и конфигурацией
  • непрерывная разработка, интеграция и развертывание, разделение задач между Dev и Ops

Компоненты Kubernetes: рис. 1 Источник - kubernetes.io

  1. Мастер-узел (Master Node) содержит следующие компоненты:
    • kube-api-server: предоставляет API Kubernetes.
    • etcd: распределенное хранилище ключ-значение для хранения конфигураций кластера.
    • kube-scheduler: отвечает за планирование запуска подов на узлах кластера.
    • kube-controller-manager: запускает контроллеры (напр. Node controller, Endpoints controller), управляющие состоянием кластера. Отслеживает состояние кластера и переводит его в желаемое состояние.
    • cloud-controller-manager: отвечает за взаимодействие с API облачного провайдера и управление циклами контроллеров, специфичных для облачной инфраструктуры.
  2. Рабочий узел (Worker Node) содержит следующие компоненты:
    • kubelet: агент, запущенный на каждом узле для управления контейнерами в подах, проверяет что поды в рабочем состоянии.
    • kube-proxy: сетевой прокси для управления сетевым трафиком.
  3. Дополнительные компоненты:
    • DNS: распределенная система имён для служб Kubernetes.
    • Dashboard: веб-интерфейс для управления кластером.
    • Ingress Controller: управляет внешним доступом к службам в кластере.

В Kubernetes существуют два способа управления: декларативный и императивный.

Императивный способ управления подразумевает прямое указание системе, что нужно сделать, например, создать под или сервис.

$ kubectl {operation} {type} {name} [flags and options]

Этот способ управления подходит для быстрого решения проблем и отладки, но не оптимален для управления крупными кластерами.

Декларативный способ управления заключается в описании желаемого состояния системы в YAML-файлах и передаче их в Kubernetes. Kubernetes затем сравнивает текущее состояние системы с желаемым и принимает меры для достижения желаемого состояния.

$ kubectl apply f {filename}

Этот способ управления более предпочтителен для управления крупными кластерами.

Рассмотрим иерархию объектов в k8s:

Pod: минимальная развертываемая и управляемая единица в Kubernetes. Может содержать один или несколько контейнеров, которые работают вместе, имеют общие ресурсы и сетевое пространство. Под обычно используется для развертывания экземпляров приложений или микросервисов. Контейнеры внутри одного пода всегда запускаются на одном и том же узле.

Deployment: объект, который управляет развертыванием подов и их масштабированием. Обеспечивает декларативное обновление подов и управление версиями приложений. Позволяет легко масштабировать количество экземпляров приложения и управлять обновлениями без простоев.

ReplicaSet: гарантирует, что заданное количество реплик подов всегда запущено и работает. Используется для обеспечения высокой доступности приложений. Если какие-либо поды выходят из строя, ReplicaSet автоматически заменяет их новыми. ReplicaSet часто управляются через объекты более высокого уровня, такие как Deployment.

Сервис (Service): абстракция, которая определяет набор подов и политику доступа к ним. Обеспечивает постоянный IP-адрес и DNS-имя для взаимодействия с набором подов. Сервисы позволяют другим ресурсам в кластере общаться с подами, не зная их конкретные IP-адреса, и обеспечивают балансировку нагрузки между подами.

В Kubernetes существует несколько типов сервисов:

  1. ClusterIP: назначает внутренний IP-адрес сервису, который доступен только внутри кластера. Он позволяет обращаться к сервису по его IP-адресу внутри кластера.

  2. NodePort: открывает указанный порт на всех узлах кластера и перенаправляет трафик на указанный порт сервиса. Это позволяет обращаться к сервису по IP-адресу любого узла и порту, указанному в настройках сервиса.

  3. LoadBalancer: автоматически создает балансировщик нагрузки в облачной среде (например, AWS, GCP, Azure) и настраивает его для перенаправления трафика на сервис. Используется для обеспечения балансировки нагрузки и доступности приложений.

  4. ExternalName: позволяет проксировать запросы к сервису через внешний DNS-имя. Это удобно, когда необходимо обращаться к внешнему ресурсу, например, базе данных, используя внутреннее DNS-имя.

VK, Telegram