اگر به محاسبات ابری، DevOps یا توسعهٔ نرم‌افزار علاقه‌مند هستید، احتمالا نام کوبرنیتز را شنیده‌اید. اما Kubernetes دقیقا چیست و چرا اینقدر محبوب است؟ در این مقاله، اصول اولیهٔ Kubernetes، نقاط قوت و ضعف آن، و اینکه چگونه می‌تواند به شما کمک کند برنامه‌های خود را به طور موثرتر و قابل اعتمادتری مدیریت کنید، توضیح خواهیم داد.
فهرست مطالب
– کوبرنیتز (Kubernetes) چیست؟
– Kubernetes چگونه کار می‌کند؟
– مزایای کوبرنیتز
– چالش‌های کوبرنیتز
– جایگزین کوبرنیتز
کوبرنیتز یا Kubernetes چیست؟
Kubernetes یک پلتفرم منبع باز است که استقرار، مقیاس‌بندی و مدیریت برنامه‌های کانتینری را خودکار می‌کند. کانتینرها راهی برای بسته‌بندی نرم‌افزار با تمام وابستگی‌ها و پیکربندی‌هایش هستند، به طوری که می‌توانند در هر جایی بدون مشکل سازگاری اجرا شوند. کانتینرها سبک وزن، قابل حمل و ایزوله از یکدیگر هستند که آن‌ها را برای ساخت معماری‌های مبتنی بر میکروسرویس ایده‌آل می‌کند.
Kubernetes یک پلت فرم ارکستراسیون کانتینر است، به این معنی که برنامه‌ریزی، شبکه، ذخیره‌سازی، امنیت و نظارت بر کانتینرها را در مجموعه‌ای از گره‌ها (ماشین‌های فیزیکی یا مجازی) هماهنگ می‌کند. Kubernetes همچنین ویژگی‌هایی مانند کشف سرویس، متعادل‌سازی بار، خود ترمیم، مقیاس‌بندی افقی، به‌روز‌رسانی‌های چرخشی و غیره را ارائه می‌دهد.
Kubernetes چگونه کار می‌کند؟
Kubernetes با استفاده از مجموعه‌ای از مؤلفه‌ها کار می‌کند که از طریق یک API با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. اجزای اصلی Kubernetes عبارتند از:
– گره اصلی: گره اصلی صفحهٔ کنترل خوشه است. چندین فرآیند را اجرا می‌کند که مسئول مدیریت وضعیت و پیکربندی کلاستر هستند.
– گره کارگر: گره کارگر، ماشینی است که کانتینرها در آن اجرا می‌شوند. چندین فرآیند را اجرا می‌کند که وظیفهٔ اجرا و برقراری ارتباط با کانتینرها را بر عهده دارند.
– kubelet: این kubelet عاملی است که روی هر گره اجرا می‌شود. با گره اصلی ارتباط برقرار می‌کند و غلاف‌ها و کانتینرهای روی گره خود را مدیریت می‌کند.
– kube-proxy: اkube-proxy یک پروکسی شبکه است که قوانین شبکه را حفظ می‌کند و ارتباط بین پادها و سرویس‌ها را در داخل و خارج از کلاستر امکان پذیر می‌کند.
– Container Runtime: نرم‌افزاری است که کانتینرها را اجرا می‌کند. Kubernetes از چندین زمان اجرا کانتینر مانند Docker، containerd، CRI-O و غیره پشتیبانی می‌کند.
مزایای کوبرنیتز چیست؟
Kubernetes مزایای زیادی را برای توسعه‌دهندگان و اپراتورهایی که می‌خواهند برنامه‌های مقیاس‌پذیر و انعطاف‌پذیر بسازند و اجرا کنند ارائه می‌دهد. برخی از این مزایا عبارتند از:
– قابل حمل: Kubernetes به شما امکان می‌دهد برنامه‌های خود را در هر ارائه‌دهنده ابر یا محیط داخلی که از Kubernetes پشتیبانی می‌کند اجرا کنید. همچنین می‌توانید برنامه‌های خود را بین محیط‌های مختلف بدون تغییر کد یا پیکربندی منتقل کنید.
– مقیاس‌پذیری: Kubernetes به شما امکان می‌دهد برنامه‌های خود را به صورت خودکار یا دستی بر اساس تقاضا یا معیارها مقیاس‌بندی کنید. همچنین می‌توانید حجم کاری خود را در چندین گره برای بهبود عملکرد و در دسترس بودن توزیع کنید.
– قابلیت اطمینان: Kubernetes با راه‌اندازی مجدد کانتینرهای ناموفق، برنامه‌ریزی مجدد پادها به گره‌های سالم، به روز رسانی بدون توقف و غیره تضمین می‌کند که برنامه‌های شما همیشه در حال اجرا و سالم هستند.
– کارایی: Kubernetes استفاده از منابع شما را با بسته‌بندی چندین کانتینر روی یک گره و متعادل کردن بار در سراسر خوشه بهینه می‌کند. همچنین می‌توانید از محدودیت‌ها و درخواست‌های منابع برای کنترل میزان مصرف CPU و حافظهٔ هر ظرف استفاده کنید.
– انعطاف‌پذیری: Kubernetes از انواع بارهای کاری مانند بدون حالت، دارای حالت، دسته‌ای، وب و غیره پشتیبانی می‌کند. همچنین می‌توانید Kubernetes را با منابع و اپراتورهای سفارشی متناسب با نیازهای خاص خود گسترش دهید.
چالش‌های Kubernetes چیست؟
Kubernetes یک ابزار برای همهٔ نیازهای برنامه شما نیست. همچنین با چالش‌هایی همراه است که قبل از استفاده از آن، باید از آن‌ها آگاه باشید. برخی از این چالش‌ها عبارتند از:
– پیچیدگی: Kubernetes دارای منحنی یادگیری شیب‌دار است و برای راه‌اندازی به تخصص زیادی نیاز دارد. همچنین شامل مفاهیم و مؤلفه‌های زیادی است که می‌تواند برای کاربران مبتدی یا غیر فنی بسیار طاقت‌فرسا باشد.
– امنیت: Kubernetes سطح وسیعی را در معرض حملات احتمالی قرار می‌دهد. شما باید خوشهٔ خود را در سطوح مختلف مانند شبکه، کنترل دسترسی، رمزگذاری، مدیریت اسرار و غیره ایمن کنید.
– هزینه: اجرای Kubernetes بسته به انتخاب زیرساخت و الگوهای استفادهٔ شما می‌تواند گران باشد. شما باید هزینهٔ تهیه و نگهداری گره‌ها، حجم ذخیره‌سازی، پهنای باند شبکه و غیره را در نظر بگیرید.
– سازگاری: Kubernetes ممکن است با برخی از برنامه‌ها یا فناوری‌های قدیمی که به ویژگی‌های خاص سیستم‌عامل یا پیکربندی‌های سخت افزاری متکی هستند سازگار نباشد. ممکن است لازم باشد برنامه‌های خود را بازنویسی کنید تا با Kubernetes سازگار شوند.
انواع جایگزین‌های Kubernetes چیست؟
Kubernetes تنها گزینه برای استقرار و اجرای برنامه‌های کانتینری نیست. بسته به نیازها و ترجیحات خود، ممکن است بخواهید برخی از جایگزین‌های Kubernetes را که در بازار موجود است در نظر بگیرید. چندین نوع جایگزین برای Kubernetes وجود دارد که بسته به نیازها و ترجیحات خود می‌توانید از بین آن‌ها انتخاب کنید. در اینجا برخی از جایگزین های کوبرنیتز را آورده‌ایم:
Kubernetes تنها گزینه برای استقرار و اجرای برنامه‌های کانتینری نیست. بسته به نیازها و ترجیحات خود، ممکن است بخواهید برخی از جایگزین‌های Kubernetes را که در بازار موجود است در نظر بگیرید. چندین نوع جایگزین برای Kubernetes وجود دارد که بسته به نیازها و ترجیحات خود می‌توانید از بین آن‌ها انتخاب کنید. در اینجا برخی از جایگزین های کوبرنیتز را آورده‌ایم:
– یک جایگزین Docker Swarm است که در موتور داکر تعبیه شده‌است و رویکردی ساده‌تر و سبک‌تر برای ارکستراسیون کانتینر ارائه می‌دهد. برخلاف Kubernetes، Swarm برای عملکرد مؤثر به کنترل جداگانه یا دانش تخصصی نیاز ندارد. این برنامه به گونه‌ای طراحی شده‌است که برای توسعه‌دهندگان و سازمان‌هایی با مقیاس کوچک‌تر قابل دسترسی‌تر باشد و در عین حال ویژگی‌های قوی مانند کشف سرویس، تعادل بار و به روزرسانی‌های چرخشی را ارائه دهد.
– جایگزین دیگر Nomad است که توسط HashiCorp توسعه یافته‌است که بر سادگی و انعطاف‌پذیری تاکید دارد. Nomad می‌تواند هر نوع حجم کاری، از جمله کانتینرها، ماشین‌های مجازی و فایل‌های اجرایی باینری را اجرا کند و یک سیستم زمان‌بندی بسیار قابل تنظیم را ارائه می‌دهد که به اپراتورها اجازه می‌دهد تخصیص و مکان‌گذاری منابع را به دقت تنظیم کنند. Nomad همچنین از چندین مرکز داده پشتیبانی می‌کند و یک معماری مبتنی بر API را برای ادغام آسان با سایر ابزارها و سیستم‌ها ارائه می‌دهد.
– Apache Mesos یکی دیگر از گزینه‌های محبوب است که یک پلتفرم تعمیم یافته برای برنامه‌های کاربردی توزیع شده ارائه می‌دهد. Mesos برای مدیریت طیف گسترده‌ای از بارهای کاری، از جمله پردازش دسته‌ای، تجزیه و تحلیل داده‌ها و ریزسرویس‌ها طراحی شده‌است و معماری بسیار مقیاس‌پذیر و مقاوم در برابر خطا را ارائه می‌دهد. Mesos همچنین چارچوبی انعطاف‌پذیر برای ساخت برنامه‌ریزها و مجری‌های سفارشی ارائه می‌کند که به اپراتورها اجازه می‌دهد تا پلتفرم را با نیازهای خاص خود تنظیم کنند.
– OpenShift که توسط Red Hat توسعه داده شده‌است، یک پلتفرم کانتینری درجه یک سازمانی مبتنی بر Kubernetes است اما با ویژگی‌ها و قابلیت‌های اضافی برای تیم‌های DevOps. OpenShift خطوط لولهٔ یکپارچه CI/CD، مقیاس خودکار، و داشبورد یکپارچه برای مدیریت چندین خوشه در محیط‌های مختلف ارائه می‌دهد. OpenShift همچنین شامل ویژگی‌های امنیتی داخلی است، مانند کنترل دسترسی مبتنی بر نقش، تقسیم‌بندی شبکه و کنترل‌های انطباق، که آن را به یک انتخاب محبوب برای صنایع تحت نظارت تبدیل می‌کند.
– Rancher یکی دیگر از پلتفرم‌های مبتنی بر Kubernetes است که هدف آن ساده‌سازی مدیریت کلاستر و ارائهٔ یک تجربهٔ یکپارچه برای استقرار و مقیاس‌بندی برنامه‌ها است. Rancher یک رابط کاربرپسند و مجموعه‌ای قوی از ابزارها برای مدیریت بارهای کاری کانتینری، از جمله پشتیبانی از Istio، Prometheus و سایر ابزارها و چارچوب‌های محبوب ارائه می‌دهد. همچنین شامل ویژگی‌های داخلی برای مدیریت چند خوشه‌ای، بازیابی بلایا و افزایش امنیت است.
در نهایت، سرویس‌های Kubernetes مدیریت‌شده نیز در دسترس هستند که بسیاری از پیچیدگی و بار مدیریتی مرتبط با اجرای یک خوشه Kubernetes را از بین می‌برند. این خدمات، که شامل پیشنهادات ارائه‌دهندگان ابری مانند AWS، Google Cloud و Microsoft Azure می‌شود، به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا به جای مدیریت زیرساخت، بر ساخت و استقرار برنامه‌ها تمرکز کنند. سرویس‌های مدیریت‌شده Kubernetes معمولاً ویژگی‌هایی مانند ارتقاء خودکار، در دسترس بودن بالا، و نظارت و گزارش یکپارچه را ارائه می‌دهند.
جمع‌بندی
کوبرنیتز یک پلت فرم قدرتمند و محبوب است که به شما امکان می‌دهد برنامه‌های خود را به روشی مقیاس پذیر، قابل اعتماد و کارآمد اجرا کنید. با این حال، با چالش‌هایی نیز همراه است که باید قبل از اتخاذ آن در نظر بگیرید. اگر علاقه‌مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد Kubernetes هستید، می‌توانید اسناد رسمی، آموزش‌ها و دوره‌های آنلاین موجود را بررسی کنید.
1 نظر در “کوبرنیتز (Kubernetes) چیست؟ | مزایا، معایب و جایگزین‌های کوبرنیتز”