Что такое Kubernetes? Kubernetes, также известный как K8s, — это платформа оркестрации контейнеров с открытым исходным кодом, которая автоматизирует развёртывание и управление контейнеризированными приложениями. Она помогает командам запускать приложения на нескольких серверах, заменять вышедшие из строя компоненты и масштабировать сервисы при изменении нагрузки.
Если ваш сайт без проблем работает на одном сервере, Kubernetes может быть вам не нужен. Но если приложение состоит из нескольких сервисов, часто обновляется или требует высокой доступности, Kubernetes может упростить его эксплуатацию.
Рассмотрим, как работает Kubernetes, где он полезен и что нужно для его запуска.
Как работает Kubernetes?
Kubernetes управляет кластером — группой физических или виртуальных машин, предоставляющих ресурсы для приложений. Вместо того чтобы указывать каждому серверу, какой именно контейнер запустить, вы описываете желаемое состояние, а Kubernetes поддерживает его.
Вот основные компоненты, с которыми вы столкнётесь:
- Плоскость управления: координирует работу кластера, обрабатывает запросы и определяет, где должны выполняться рабочие нагрузки.
- Узлы: серверы, предоставляющие приложениям ресурсы процессора, оперативную память и другие ресурсы.
- Поды: наименьшие единицы развёртывания в Kubernetes. Обычно под содержит один контейнер, но может содержать и несколько.
- Развёртывания: задают и поддерживают нужное количество реплик приложения, а также управляют поэтапными обновлениями.
- Сервисы: обеспечивают стабильный сетевой доступ к набору подов, состав которого может меняться.
Представьте, что вашему интернет-магазину нужны три копии серверной части для обработки запросов покупателей. Вы настраиваете развёртывание с тремя репликами, а Kubernetes размещает поды на узлах с достаточными ресурсами. Если один из подов выйдет из строя, Kubernetes попытается заменить его.
Такой подход называется декларативным управлением: вы указываете, что должно работать, вместо того чтобы вручную управлять каждым контейнером.
Основные преимущества Kubernetes
1. Автоматическое восстановление
Kubernetes может перезапускать контейнеры, в работе которых произошёл сбой, заменять неработоспособные поды и переносить подходящие рабочие нагрузки на другие узлы при отказе узла. Это сокращает объём ручной работы, хотя восстановление зависит от наличия ресурсов и правильности настройки.
2. Гибкое масштабирование
Вы можете увеличивать количество реплик приложения вручную или настроить Horizontal Pod Autoscaler (HPA), чтобы он изменял его на основе таких метрик, как загрузка процессора. Для автоматического масштабирования реплик необходимы работающая система сбора метрик и достаточные ресурсы кластера; сам по себе Kubernetes не создаёт дополнительные серверные ресурсы.
3. Более плавное обновление приложений
Развёртывания поддерживают поэтапные обновления, благодаря которым новые версии приложения постепенно заменяют старые реплики. Если обновление вызывает проблемы, Kubernetes также позволяет откатиться к предыдущей версии развёртывания.
4. Обнаружение сервисов и управление ресурсами
Сервисы Kubernetes обеспечивают приложениям стабильную связь друг с другом, даже когда поды меняются. Заданные потребности в ресурсах процессора и оперативной памяти также помогают планировщику размещать рабочие нагрузки на подходящих узлах.
Для чего используют Kubernetes?
Kubernetes особенно полезен для приложений, которым нужна координация работы за пределами одного сервера. Распространённые примеры:
- Платформы электронной коммерции: поддержание доступности нескольких реплик витрины магазина или API в периоды высокой нагрузки.
- SaaS-продукты: управление несколькими сервисами для клиентов и частое развёртывание обновлений.
- Микросервисы: координация независимо развёртываемых сервисов с едиными правилами сетевого взаимодействия и развёртывания.
- Фоновая обработка: выполнение задач по расписанию и задач обработки данных наряду с сервисами приложения.
Kubernetes подходит не только крупным компаниям, но небольшим проектам стоит сопоставить эти преимущества с усилиями, необходимыми для эксплуатации кластера.
Kubernetes и Docker: в чём разница?
Docker и Kubernetes решают разные задачи. Docker помогает создавать и запускать контейнеры, а Kubernetes оркестрирует контейнеризированные рабочие нагрузки. Вы можете создать образ приложения с помощью Docker и развернуть его в Kubernetes, используя совместимую среду выполнения контейнеров, например containerd.
Если вы только знакомитесь с контейнерами, прочитайте наше руководство «Что такое Docker?». Если выбираете между Docker Compose и Kubernetes, ознакомьтесь с нашим сравнением Docker и Kubernetes.
Можно ли запустить Kubernetes на VPS?
Да. Kubernetes можно запустить на виртуальных частных серверах с Linux при наличии достаточных ресурсов, административного доступа и совместимой сетевой конфигурации. На одном VPS можно создать одноузловую среду для обучения или объединить несколько серверов в кластер.
Одноузловая конфигурация полезна для тестирования, но она не защищает от отказа базового сервера. Для рабочих сред, которым необходима высокая доступность, обычно требуются несколько узлов, подходящая сетевая конфигурация, постоянное хранилище, мониторинг и отказоустойчивая плоскость управления.
Linux VPS-хостинг Zynoo предоставляет root-доступ для самостоятельного управления средой, а выделенные серверы подойдут, если для узлов кластера вам необходимо отдельное оборудование.
Имейте в виду, что установка Kubernetes, настройка сети кластера и сопровождение программного обеспечения — отдельные задачи, которые не входят в аренду серверов. Не следует предполагать, что тариф VPS включает управляемый Kubernetes.
Когда стоит использовать Kubernetes?
Рассмотрите Kubernetes, если вашему приложению нужны несколько серверных узлов, несколько реплик сервисов или частые согласованные развёртывания. Он также полезен, когда восстановлением и масштабированием становится трудно управлять вручную.
Для небольшого сайта, личного проекта или нескольких сервисов, стабильно работающих на одном VPS, Kubernetes вам, скорее всего, не нужен. В таких случаях Docker Compose может быть проще и дешевле в эксплуатации.
Главный недостаток Kubernetes — сложность: обновления кластера, права доступа, сеть, хранилище и мониторинг требуют внимания. Само программное обеспечение имеет открытый исходный код, но инфраструктура и администрирование не бесплатны.
С чего начать работу с Kubernetes
Для обучения начните с локального кластера, используя такой инструмент, как Minikube или kind. Следуйте официальным руководствам Kubernetes, чтобы развернуть пример приложения и познакомиться с подами, развёртываниями и сервисами.
Когда кластер будет запущен, а kubectl настроен, вы сможете просмотреть его узлы с помощью команды:
kubectl get nodesПрежде чем переносить приложение в рабочую среду, продумайте резервное копирование, управление доступом, мониторинг, сетевую конфигурацию и действия на случай недоступности узла.
Часто задаваемые вопросы
Kubernetes — программное обеспечение с открытым исходным кодом, поэтому платить за лицензию не нужно. Однако вам придётся оплачивать серверы, хранилище, сетевые ресурсы и, возможно, услуги управляемого сервиса или технического администрирования.
Нет. Его можно использовать и для небольших рабочих нагрузок, но это не значит, что так стоит поступать. Его преимущества наиболее заметны, когда управление на уровне кластера решает реальную проблему.
Да. Kubernetes может запускать совместимые образы контейнеров, созданные с помощью Docker. Обычно он использует среды выполнения контейнеров, такие как containerd или CRI-O, а не Docker Engine напрямую.
Нет. Несколько реплик, правильно настроенные проверки работоспособности и отказоустойчивая инфраструктура могут повысить доступность, но не исключают все возможные сбои.
Заключение
Kubernetes делает управление контейнеризированными приложениями на нескольких серверах более предсказуемым. Он может распределять рабочие нагрузки, обеспечивать восстановление, масштабирование и контролируемые обновления, но при этом требует дополнительной инфраструктуры и усилий по эксплуатации.
Если ваш проект работает на одном сервере, начните с простого решения. Когда приложению действительно потребуется автоматизация на уровне кластера, Kubernetes станет практичным следующим шагом.
