مقدمه
در این مقاله، به معرفی کوبرنتیز میپردازیم که به معنای "سکاندار" یا "خلبان" در زبان یونانی است. نام "Kubernetes" به شکل کوتاهشده "K8s" نیز به دلیل جمعبندی هشت حرف بین "K" و "s" ایجاد شده است. این پروژه توسط گوگل در سال ۲۰۱۴ به طور عمومی منتشر شد و به تجربه بیش از ۱۵ ساله گوگل در اجرای مسئولیتهای ایجاد در مقیاس با بهترین افکار و شیوههای منطقه محلی متصل است.
کوبرنتیز چیست؟
کوبرنتیز وظایف عملیاتی مدیریت کانتینر را خودکار میکند و شامل دستورات داخلی برای استقرار برنامهها، ایجاد تغییرات در برنامههای کاربردی، مقیاسبندی برنامهها متناسب با نیازهای متفاوت، نظارت بر برنامههای کاربردی و موارد دیگر میشود که مدیریت برنامهها را آسانتر میکند. کوبرنتیز دارای یک سیستم بزرگ و به سرعت در حال رشد است (این سیستم بزرگ میتواند شامل یک یا چند خوشه (Cluster) باشد که شامل چندین ماشین مجازی یا سرور فیزیکی است که به صورت متناوب میزبانی برنامهها و خدمات مختلف را بر روی آنها فراهم میکنند). خدمات، پشتیبانی و ابزارهای کوبرنتیز به طور گسترده در دسترس هستند.
کوبرنتیز چرا مفید است؟
برای پاسخ به این سوال بیایید در ابتدا با کانتینر و نحوه استقرار آن آشنا شویم:
کانتینرها شبیه به ماشینهای مجازی هستند، اما ویژگیهای ایزوله برای به اشتراک گذاشتن سیستمعامل (OS) در بین برنامهها را دارند. ویژگی ایزوله در کانتینرها به معنای ایجاد یک محیط مجزا و مستقل برای هر کانتینر است که از دیگر کانتینرها جدا بوده و از تداخل با آنها در استفاده از منابع سیستم جلوگیری میکند. کانتینرها سبک-وزن هستند. مشابه یک ماشین مجازی، یک کانتینر دارای سیستم فایل، پردازنده، حافظه، فضای پردازش و موارد دیگر است. از آنجایی که از زیرساختهای زیرین جدا شده اند، در دسته ابرها و توزیعهای سیستم عامل قابل حمل هستند. کانتینرها به دلایل زیر معروف شدهاند:
- ایجاد و استقرار سریع برنامهها
- توسعه مداوم، یکپارچه سازی و استقرار: ساخت و استقرار تصویر کانتینر قابل اعتماد است چون تصویر قابل تغییر نیست.
- جدا کردن برنامهها از زیرساخت: تصاویر برنامه در زمان ساخت یا انتشار به جای زمان استقرار ایجاد میشوند، در نتیجه برنامهها را میتوان از زیرساخت جدا کرد.
- قابلیت نظارت: نه تنها اطلاعات و معیارهای سطح سیستم عامل را نشان میدهد، بلکه سلامت برنامه و سایر نشانهها را نیز نمایش میدهد.
- سازگاری محیطی در توسعه، آزمایش و تولید: برای مثال روی لپتاپ همانطور که در فضای ابری اجرا میشود، قابل اجرا است.
- قابل حمل بودن توزیع ابر و سیستم عامل
- جداسازی منابع و کارایی برنامه قابل پیشبینی
- استفاده بهینه از منابع
کانتینرها راه خوبی برای بستهبندی و اجرای برنامههای شما هستند. در یک محیط تولید، باید کانتینرهایی را که برنامهها را اجرا میکنند مدیریت کنید و اطمینان حاصل کنید که هیچ خرابی وجود ندارد. در این میان دقیقا به کوبرنتیز نیاز دارید. کوبرنتیز چارچوبی برای اجرای انعطافپذیر سیستمهای توزیعشده در اختیار شما قرار میدهد. از مقیاسبندی و خطای برنامه شما مراقبت میکند، الگوهای استقرار و موارد دیگر را ارائه میدهد.
کوبرنتیز موارد زیر را فراهم میکند:
- کشف سرویس (Service Discovery) و متعادلسازی بار (Load Balancing): کوبرنتیز میتواند یک کانتینر را با استفاده از نام DNS یا با استفاده از آدرس آیپی خود افشا کند. اگر ترافیک به یک کانتینر زیاد باشد، کوبرنتیز میتواند تعادل را بارگیری کند و ترافیک شبکه را توزیع کند تا استقرار پایدار باشد.
- سازماندهی ذخیرهسازی کوبرنتیز: کوبرنتیز امکان سازماندهی ذخیرهسازی را فراهم میکند تا به صورت خودکار سیستمهای ذخیرهسازی مختلف مانند ذخیرهسازیهای محلی یا ارائه دهندگان ابر عمومی را نصب و پیکربندی کنید.
- عرضه و بازگشت خودکار: میتوانید با استفاده از کوبرنتیز وضعیت مورد نظر را برای کانتینرهای مستقر شده خود توصیف کنید و میتوانید وضعیت واقعی را با نرخ کنترلشده به حالت دلخواه تغییر دهید. به عنوان مثال، میتوانید کوبرنتیز را خودکار کنید تا کانتینرهای جدیدی را برای استقرار خود ایجاد کنید، کانتینرهای موجود را حذف کنید و تمام منابع آنها را در کانتینر جدید بکار ببرید.
- امکان ایجاد خوشهای از گرهها: شما میتوانید کوبرنتیز را به عنوان یک خوشه از گرهها استفاده کنید که برای اجرای وظایف مختلف از آنها استفاده میکند. شما به کوبرنتیز میگویید که هر ظرف به چه مقدار پردازنده و حافظه نیاز دارد. کوبرنتیز می تواند کانتینرها را روی گرههای شما قرار دهد تا بهترین استفاده را از منابع شما داشته باشد.
- راهاندازی مجدد کانتینرهای خراب: کوبرنتیز ظروف خراب را دوباره راهاندازی میکند، ظروف را جایگزین میکند، ظروفی را که به پاسخ نمیدهند، از بین میبرد، و تا زمانی که مشتریان آماده دریافت خدمت نیستند، آنها را برای مشتریان تبلیغ نمیکند. سلامتی که توسط کاربر در کوبرنتیز تعریف میشود، به وضعیت و شرایطی اشاره دارد که کوبرنتیز باید برای هر کانتینر، آن را بررسی کند تا اطمینان حاصل شود که کانتینر به درستی عمل میکند.
- مدیریت مخفی و پیکربندی: کوبرنتیز به شما امکان میدهد اطلاعات حساس مانند رمزهای عبور، نشانههای OAuth و کلیدهای SSH را ذخیره و مدیریت کنید. میتوانید اسرار و پیکربندی برنامه را بدون بازسازی تصاویر کانتینر خود و بدون افشای اسرار در پیکربندی پشته خود مستقر و بهروز کنید.
- مدیریت بارهای کاری دستهای: اجرای دستهای علاوه بر خدمات کوبرنتیز میتواند بارهای کاری دستهای شما را مدیریت کند و در صورت تمایل، کانتینرهایی را که خراب میشوند جایگزین کند.
- میتوانید برنامه خود را با یک فرمان ساده، با یک رابط کاربری یا به طور خودکار بر اساس میزان استفاده از پردازنده، کم و زیاد کنید.
- طراحی شده برای توسعهپذیری: بدون تغییر کد منبع، ویژگیها را به خوشه کوبرنتیز خود اضافه کنید.
تفاوت بین داکر و کوبرنتیز چیست؟
مفاهیم کوبرنتیز و داکر (پیشنهاد میشود مقاله داکر را از اینجا بخوانید) با اینکه اغلب اشتباه به جای هم استفاده میشوند، فناوریهای متفاوتی هستند. داکر بیشتر یک فناوری برای ساخت و اجرای کانتینرها است که توسط توسعهدهندگان و مهندسان برنامهنویسی استفاده میشود. در واقع، داکر به شما اجازه میدهد تا برنامهها و وابستگیهای آنها را در کانتینرها بستهبندی کرده و در هر مکانی به راحتی اجرا کنید. اما برای مدیریت و اجرای این کانتینرها به کوبرنتیز نیاز دارید.
کوبرنتیز به عنوان یک بستر هماهنگسازی و مدیریتی برای کانتینرها عمل میکند که توسط تیمهای عملیاتی (DevOps و مدیران سیستم) برای مدیریت و اجرای برنامههای کانتینری در محیطهای توزیع شده استفاده میشود.
کاربردهای کوبرنتیز
کوبرنتیز در بسیاری از موارد و کاربردهای مختلف در جهان فناوری و توسعه نرمافزار مورد استفاده قرار میگیرد. در زیر به برخی از موارد استفاده و کاربردهای کوبرنتیز اشاره میشود:
- مدیریت برنامههای میکروسرویس: کوبرنتیز برای مدیریت و اجرای برنامههای میکروسرویس (Microservice) که از معماری کانتینری استفاده میکنند، بسیار مناسب است. این سکو امکان میدهد تا برنامههای مختلف (میکروسرویسها) را به صورت مستقل و مقیاسپذیر در کانتینرها اجرا کرده و مدیریت کنید.
- محیطهای ابری (cloud-native): کوبرنتیز به عنوان یک ابزار اصلی در توسعه برنامههای ابری شناخته میشود. با استفاده از کوبرنتیز، میتوانید برنامهها و خدمات خود را در محیطهای ابری به صورت مقیاسپذیر و امن اجرا کنید.
- مدیریت مجموعههای کلان داده (Big Data): کوبرنتیز میتواند در محیطهای پردازش کلان داده نیز مورد استفاده قرار بگیرد. این سکو اجازه میدهد تا ابزارهای مانند Apache Spark، Apache Hadoop، و Elastic Search را در کانتینرها اجرا و مدیریت کنید.
- مدیریت خدمات وب و برنامههای تحت وب: کوبرنتیز به عنوان یک سکوی معتبر برای مدیریت و ارتقاء خدمات وب (Web Services) و برنامههای تحت وب استفاده میشود. این سکو امکان اجرای برنامهها با دسترسیپذیری بالا (High Availability)، مقیاسپذیری افقی (Horizontal Scaling)، و مدیریت خطاها را فراهم میکند.
- مدیریت محیطهای توسعه (Development Environments): کوبرنتیز به توسعهدهندگان امکان میدهد تا محیطهای توسعه پویا و مشابه با محیط تولید را با استفاده از کانتینرها ایجاد کنند. این امکان باعث تسریع فرآیند توسعه و آزمایش برنامهها میشود.
- مدیریت اینترنت اشیا: برای مدیریت برنامهها و خدمات مرتبط با اینترنت اشیا، کوبرنتیز مورد استفاده قرار میگیرد. این سکو امکان مدیریت و ارتقاء خودکار برنامهها را در این محیطهای پیچیده فراهم میکند.
- هماهنگسازی سرویسهای شبکه (Networking services orchestration): کوبرنتیز برای هماهنگسازی و مدیریت سرویسهای شبکه نیز کاربرد دارد. این سکو به صورت خودکار مدیریت و مسیردهی ترافیک شبکه، تعادل بار (Load Balancing)، و امنیت شبکه را فراهم میکند.
جمعبندی
کوبرنتیز به عنوان یک استاندارد صنعتی در مدیریت و اجرای برنامههای کانتینری شناخته میشود و توسعهدهندگان را قادر میسازد تا برنامههای میکروسرویس، وبسرویسها، برنامههای ابری، و سایر نرمافزارها را با بهرهوری بالا در محیطهای پویا و پیچیده اجرا کنند. به طور کلی، کوبرنتیز باعث تسهیل فرآیند توسعه، مدیریت، و ارتقاء برنامهها میشود و به شرکتها کمک میکند تا به کارایی بالای سیستمهای خود دست یابند.
سوالات متداول
-
آیا کوبرنتیز یک ابر است؟
کوبرنتیز به شما آزادی استفاده از زیرساختهای ابری داخلی، ترکیبی یا عمومی را میدهد و به شما امکان میدهد بدون زحمت بارهای کاری را به جایی که برایتان مهم است منتقل کنید.
- کاربرد کوبرنتیز در DevOps چیست؟
کوبرنتیز یک ابزار مدیریت کانتینر منبع باز است که نگهداری و مقیاسگذاری نرمافزار را ساده میکند. کوبرنتیز بسیاری از عناصر پیچیدهتر استقرار کانتینر را خودکار میکند، مانند تخصیص و مقیاسبندی منابع و بهروزرسانی نرم افزار.
- آیا کوبرنتیز یک هایپروایزر (فوق ناظر) است؟
تفاوت اصلی بین هایپروایزر و کوبرنتیز این است که هایپروایزر، مجازیسازی سطح سختافزار را ارائه میدهد و اجازه میدهد تا چندین سیستم عامل مجازی روی یک سرور فیزیکی اجرا شود. در عوض، کوبرنتیز فقط محیطهای کانتینری را مدیریت میکند و به شما اجازه میدهد برنامههای مختلف را به صورت مستقل در کانتینرها اجرا کنید و آنها را با هم ارتباط دهید و مدیریت کنید.
-
چگونه کوبرنتیز را شروع کنیم؟
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
ثبت نظر