Что такое Kubernetes (k8s)

Что такое Kubernetes

Kubernetes (K8s, Кубернетис) — система для оркестрации (управления) контейнезированными приложениями. Она была разработана компанией Google, имеет открытый исходный код и постоянно развивающуюся экосистему.

Основная задача Kubernetes — сокращение цикла разработки от идеи. Это позволяет чаще выкладывать коды в продакшн, сокращать риск аварий, быстро проверять гипотезы, в случае ошибки моментально откатывать назад и исправлять ее.

Объяснение на примере:

Возьмем пчелиные соты. Каждая из них — отдельный элемент в целостной системе. По отдельности каждую из сот можно переделать, и улей от этого не развалится. Можно изменить одну, а можно всю тысячу, и все равно пчелиный дом не станет менее устойчивым. Микросервисные приложения позволяют работать с отдельными фрагментами — вносить изменения, добавлять, удалять. Глобально оно будет продолжать работать, пользователь даже не отследит, что произошли изменения, и на качестве работы это не скажется.

Микросервисная архитектура удобнее, быстрее и адаптивнее. Но и здесь есть проблема — изменений могут быть десятки, а могут и сотни тысяч одновременно. Нужно специальное приложение, способное управлять такими изменениями, то есть оркестрировать ими.

История создания

Сам термин «Kubernetes» произошел от древнегреческого Kυβερνήτης. И в переводе означает капитан, рулевой или пилот. То есть тот, кто держит штурвал и управляет процессом.

Гораздо чаще встречается аббревиатура «K8s». Это сокращение, где K и S — первая и последняя буквы слова, а 8 — количество оставшихся.

Своим появлением ПО обязано компании Google, которая на протяжении нескольких лет старалась упростить разработку и уйти от монолитной системы.

Всего 15 лет назад все приложения работали как единое целое. Каждое функционировало как закольцованный элемент или комбинация нескольких, работающих на разных серверах. Любое изменение влекло за собой перенастройку всего комплекса. То есть разработчики, по сути, выкладывали новое приложение взамен предыдущего. Это было долго, неудобно, не позволяло мгновенно реагировать на ошибки и аварии. Любой сбой приводил к тому, что необходимо было откатываться полностью назад, вносить исправления, снова тестить и запускать.

Постепенно монолиты стали распадаться на отдельные микросервисы. Это ускорило работу — каждый можно было по отдельности разрабатывать, обновлять и развертывать, но делать это так, чтобы приложение в целом работало корректно. Требовался одновременный контроль за всеми изменениями, их консолидация и глобальная настройка.

Поскольку ручная работа исключалась, нужна была специальная программа, способная «вобрать» в себя все микросервисы, грамотно ими управлять и обеспечить универсальность.

Сразу три компании занялись запуском таких платформ:

• HashiCorp — HashiCorp Nomad
• Docker — Docker Swarm
• Google — Kubernetes

Все оркестраторы работают до сих пор, каждое имеет свою экосреду. Но именно Kubernetes стал использоваться повсеместно.

Как работает Kubernetes

Для того чтобы понять, как функционирует вся система, нужно разобраться, что в нее входит.

Итак, K8s состоит из таких компонентов:

• Кластеры — набор машин (узлов), которые запускают контейнеры
• Узлы — модули управления приложениями, так называемые поды
• Плоскость управления — платформа, где происходит запуск и управление рабочими узлами и подами в кластере

Для развертывания приложений используются виртуальные машины и работающие на них контейнеры.

Контейнер — это способ упаковки кода, системных инструментов, библиотек и конфигураций. В него, как в оболочку, упаковывают полностью готовое и протестированное приложение и микросервис для запуска.

Такая оболочка нужна для сохранности при транспортировке и адаптивной работе на сервере, в облаке или компьютере пользователя после распаковки.

Поскольку таких контейнеров может быть тысячи, их корректной работой управляет специальная программа — оркестратор. В данном случае речь идет о Kubernetes. Именно это ПО позволяет синхронизировать работу всех узлов, автоматизировать управление и в целом наводить порядок. В случае любого сбоя можно мгновенно откатиться до исходной версии, увеличить мощность, обновить приложение целиком или по частям.

Плюсы и минусы Kubernetes

Технологию K8s сегодня используют практически везде. Особенная популярность отмечена в BigData-проектах. Tinder, BlaBlaCar, VC — это лишь самые известные примеры, где длительное время используют именно этот оркестратор.

Для бизнеса и разработки Kubernetes имеет ряд неоспоримых преимуществ:

• Масштабируемость любого уровня. При возрастании нагрузки просто добавляют новые узлы, новые серверы и обслуживают больше пользователей
• Гибкость. Даже самые сложные программы легко интегрируются в любую систему, при этом гибкой является и сама технология
• Оперативность вывода продуктов на рынок. Когда общий процесс разделен на отдельные взаимодействующие между собой этапы, время на разработку новых приложений сокращается в разы

Есть и недостатки:

• Kubernetes — сложная платформа, с которой новичку справиться тяжело. Вход порога в профессию достаточно высокий, нужно знать, как построена контейнеризация, как работают сети и системы
• Несовместимость с устаревшими приложениями, которые изначально не были предназначены для работы в контейнерной среде
• Требования к инфраструктуре. Для корректной работы требуются значительные ресурсы: оперативная память, ЦП, хранилище. На низкоуровневом оборудовании технология не будет работать корректно

Даже при таких недостатках бизнес от использования Kubernetes только выигрывает. Сложности возникают только на первом этапе: поиск сотрудников, настройка оборудования, отладка всех процессов. Далее технология работает практически без постороннего вмешательства — нужен только «дирижер» и то иногда.

Вместо заключения

Kubernetes за последние пять лет стал своего рода стандартом среди оркестраторов. По данным Datadog, более 60% контейнеров в 2023 году управляются с помощью системы Kubernetes, и популярность ее только набирает обороты.

В России отмечается критическая нехватка кадров, умеющих работать с K8s. Для примера, на популярном сервисе по поиску работы опубликовано 316 вакансий DevOps-инженер (K8S / PaaS) и ни одного резюме соискателя. Средняя зарплата junior — от 200 тысяч рублей.

Профессия относительно сложная. Список требований к соискателям большой: Kubernetes, Airflow, БД, умение управлять инфраструктурой, деплоить приложения, использовать программы мониторинга. Но с учетом взрывного роста популярности технологии самое время «прокачиваться» в этом направлении. И наиболее продуктивным способом будут профильные курсы.