Кubernetes - это как игровой уровень для приложений. Вместо того, чтобы беспокоиться об инфраструктуре, вы можете сосредоточиться на создании крутых приложений. Это система для запуска и масштабирования контейнеризованных приложений. Она позволяет легко развертывать приложения, распределять нагрузку между серверами и масштабироваться при необходимости.

Представьте Kubernetes как игровой уровень из Супер Марио. В игре есть платформы, лестницы, препятствия, враги. Вы как игрок не задумываетесь как все это работает. Вы просто играете по уровню и концентрируетесь на цели.

Kubernetes также предоставляет "игровое поле" для ваших приложений. Он запускает их, балансирует нагрузку, перезапускает в случае сбоя и масштабирует количество экземпляров. Так что вы можете сосредоточиться на разработке, а не на инфраструктуре.

Основы Kubernetes

Но для начала давайте разберемся с контейнерами.

Контейнер - это изолированное окружение для запуска приложений, похожее на легковесную виртуальную машину. Популярная технология контейнеров - Docker.

Контейнер содержит приложение и все зависимости, необходимые для запуска. Это позволяет приложению работать одинаково на любом компьютере.

Kubernetes - это оркестратор контейнеров. Он автоматизирует развертывание, масштабирование и управление контейнеризованными приложениями.

Например, вы можете использовать Kubernetes, чтобы:

Запустить 3 копии вашего веб-приложения на разных серверах для надежности.
Автоматически перезапустить контейнеры при сбое.
Добавить больше копий приложения, если нагрузка увеличилась.

Так Kubernetes позволяет эффективно управлять контейнерами в больших масштабах.

Установка Kubernetes

Давайте установим Kubernetes на ваш компьютер, чтобы попробовать его в действии.

Существует много способов установки Kubernetes. Мы воспользуемся инструментом minikube, который запустит одноузловой Kubernetes кластер прямо на компьютере.

Чтобы установить minikube:

Установите kubectl - инструмент командной строки для управления Kubernetes:

curl -LO https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.19.0/bin/linux/amd64/kubectl
chmod +x ./kubectl
sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

Установите minikube:

curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
chmod +x minikube
sudo mv minikube /usr/local/bin

Запустите кластер Kubernetes:

minikube start

После запуска кластера можно проверить его статус командой:

kubectl get nodes

Это нам необходимо для дальнейших экспериментов с Kubernetes!

Развертывание приложения в Kubernetes

Теперь давайте развернем простое веб-приложение в Kubernetes кластере.

Создадим простой веб-сервер на Node.js:

const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.end('Hello Kubernetes!');
});

server.listen(3000);

Сохраните код в файл server.js.

Чтобы запустить это приложение в Kubernetes, нам нужно:

Запаковать приложение в Docker контейнер. Для этого создадим Dockerfile:

FROM node:12-alpine
COPY server.js .
CMD node server.js

Собрать Docker образ и запушить его в репозиторий:

docker build -t my-app .
docker push my-app

Описать приложение в манифесте Kubernetes. Это конфигурационный файл, который определяет как запускать приложение.

Манифест my-app.yaml:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: my-app
        image: my-app

Здесь мы определили Deployment, который запустит 3 реплики нашего приложения из образа my-app.

Развернуть приложение в Kubernetes:

kubectl apply -f my-app.yaml

Готово! Теперь у нас запущено 3 копии приложения в Kubernetes. Мы можем их проверить:

kubectl get pods

Таким образом Kubernetes позволяет легко управлять запуском и масштабированием приложений!

Масштабирование приложения с Kubernetes

Одна из ключевых возможностей Kubernetes - это масштабирование приложений.

Если нагрузка на приложение увеличилась, мы можем горизонтально масштабировать его - добавить больше копий приложения на новых серверах.

К примеру, чтобы увеличить количество реплик нашего приложения до 5:

kubectl scale deployment my-app --replicas=5

Kubernetes автоматически развернет 2 новые копии приложения и распределит нагрузку между ними.

Вертикальное масштабирование - это увеличение ресурсов сервера (CPU, память). В Kubernetes это делается путем задания бОльших ресурсов для контейнеров.

Таким образом Kubernetes позволяет легко масштабировать приложения для обработки растущей нагрузки.

Преимущества и сложности Kubernetes

Основные преимущества Kubernetes:

Автоматизация развертывания и управления. Вам не нужно вручную настраивать сервера и развертывать приложения.
Отказоустойчивость. Kubernetes перезапустит контейнеры при сбое и распределит работу между узлами.
Простое горизонтальное масштабирование. Можно легко добавлять реплики приложений для растущей нагрузки.
Балансировка нагрузки. Kubernetes равномерно распределяет запросы между контейнерами.

Однако на начальном этапе Kubernetes может показаться сложным:

Много новых концепций и компонентов для изучения.
Требует понимания контейнеров и инфраструктуры.
Непривычный способ развертывания приложений через манифесты.

Но со временем Kubernetes становится интуитивно понятным и упрощает разработку приложений.

Заключение

Мы рассмотрели основы Kubernetes и как его использовать для развертывания и масштабирования приложений. Он решает множество задач по управлению приложениями, позволяя разработчикам сосредоточиться на коде. Хотя поначалу Kubernetes кажется сложным, со временем он значительно упрощает развертывание и эксплуатацию приложений.