🥇 কুবারনেটসের জন্য অপারেটর: রাষ্ট্রীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলি কীভাবে চালাতে হয়

Kubernetes এ রাষ্ট্রীয় অ্যাপ্লিকেশনের সমস্যা

অ্যাপ্লিকেশান এবং পরিষেবাগুলির কনফিগারেশন, লঞ্চ এবং আরও স্কেলিং করা সহজ যখন এটি রাষ্ট্রহীন হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ ক্ষেত্রে আসে, যেমন ডেটা সংরক্ষণ ছাড়াই। Kubernetes-এ এই ধরনের পরিষেবাগুলি চালানো সুবিধাজনক, এর স্ট্যান্ডার্ড API ব্যবহার করে, কারণ সবকিছুই "বাক্সের বাইরে" হয়: স্ট্যান্ডার্ড কনফিগারেশন অনুযায়ী, কোনো নির্দিষ্টতা বা জাদু জড়িত না করে।

সহজ কথায়, PHP/Ruby/Python-এ ব্যাকএন্ডের আরও পাঁচটি কপি কন্টেইনারের ক্লাস্টারে চালু করতে, আপনাকে শুধুমাত্র 5 বার একটি নতুন সার্ভার সেট আপ করতে হবে এবং উত্সগুলি অনুলিপি করতে হবে। যেহেতু সোর্স কোড এবং init স্ক্রিপ্ট উভয়ই ইমেজে রয়েছে, তাই স্টেটলেস অ্যাপ্লিকেশন স্কেলিং সম্পূর্ণ প্রাথমিক হয়ে ওঠে। কনটেইনার এবং মাইক্রোসার্ভিস আর্কিটেকচারের অনুরাগীরা ভালভাবে জানেন, অসুবিধা শুরু হয় রাষ্ট্রীয় অ্যাপ্লিকেশন, অর্থাৎ ডেটাবেস এবং ক্যাশে (MySQL, PostgreSQL, Redis, ElasticSearch, Cassandra...) এর মতো ডেটা স্থিরতার সাথে। এটি উভয় সফ্টওয়্যারের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য যেগুলি স্বাধীনভাবে একটি কোরাম ক্লাস্টার প্রয়োগ করে (উদাহরণস্বরূপ, Percona XtraDB এবং Cassandra), এবং সফ্টওয়্যার যেগুলির জন্য পৃথক ব্যবস্থাপনা উপযোগের প্রয়োজন (যেমন Redis, MySQL, PostgreSQL...)।

সমস্যা দেখা দেয় কারণ সোর্স কোড এবং পরিষেবা চালু করা আর যথেষ্ট নয় - আপনাকে আরও কিছু পদক্ষেপ করতে হবে। ন্যূনতম, ডেটা কপি করুন এবং/অথবা ক্লাস্টারে যোগ দিন। আরও স্পষ্টভাবে, এই পরিষেবাগুলির জন্য ডেটা ক্ষতি বা অস্থায়ী অনুপলব্ধতা ছাড়াই কীভাবে সঠিকভাবে স্কেল, আপডেট এবং পুনরায় কনফিগার করা যায় সে সম্পর্কে বোঝার প্রয়োজন। এই চাহিদাগুলিকে বিবেচনায় নেওয়াকে "অপারেশনাল নলেজ" বলা হয়।

CoreOS অপারেটর

কর্মক্ষম জ্ঞান "প্রোগ্রাম" করার জন্য, গত বছরের শেষের দিকে CoreOS প্রকল্প পেশ Kubernetes প্ল্যাটফর্মের জন্য "একটি নতুন শ্রেণীর সফ্টওয়্যার" - অপারেটর (ইংরেজি "অপারেশন" থেকে, অর্থাত্ "অপারেশন")।

অপারেটরগুলি কুবারনেটসের মূল ক্ষমতাগুলি ব্যবহার এবং প্রসারিত করে (সহ। স্টেটফুল সেট, নীচের পার্থক্য দেখুন) DevOps বিশেষজ্ঞদের অ্যাপ্লিকেশন কোডে অপারেশনাল জ্ঞান যোগ করার অনুমতি দিন।

অপারেটরের উদ্দেশ্য — ব্যবহারকারীকে এমন একটি API প্রদান করুন যা আপনাকে কুবারনেটস ক্লাস্টারে একাধিক স্টেটফুল অ্যাপ্লিকেশান এন্টিটি পরিচালনা করতে দেয়, হুডের নীচে কী রয়েছে (কী ডেটা এবং এটির সাথে কী করতে হবে, ক্লাস্টার বজায় রাখার জন্য এখনও কী কমান্ডগুলি কার্যকর করা দরকার) তা চিন্তা না করে ) প্রকৃতপক্ষে, অপারেটরটি ক্লাস্টারের মধ্যে অ্যাপ্লিকেশনের সাথে কাজটিকে যতটা সম্ভব সহজ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, অপারেশনাল কাজগুলিকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সম্পাদন করে যা আগে ম্যানুয়ালি সমাধান করতে হয়েছিল।

অপারেটররা কিভাবে কাজ করে

রেপ্লিকাসেট কুবারনেটস আপনাকে চালিত পডের পছন্দসই সংখ্যা নির্দিষ্ট করতে দেয় এবং কন্ট্রোলাররা নিশ্চিত করে যে তাদের সংখ্যা বজায় রয়েছে (পড তৈরি এবং মুছে ফেলার মাধ্যমে)। একজন অপারেটর একইভাবে কাজ করে, একটি স্ট্যান্ডার্ড Kubernetes রিসোর্স এবং কন্ট্রোলারে অপারেশনাল জ্ঞানের একটি সেট যোগ করে যা আপনাকে প্রয়োজনীয় সংখ্যক অ্যাপ্লিকেশন সত্তাকে সমর্থন করার জন্য অতিরিক্ত ক্রিয়া সম্পাদন করতে দেয়।

কিভাবে এই থেকে ভিন্ন স্টেটফুল সেট, এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যেগুলির জন্য ক্লাস্টারের প্রয়োজন হয় রাষ্ট্রীয় সংস্থানগুলি যেমন ডেটা স্টোরেজ বা স্ট্যাটিক আইপিগুলি দিয়ে? এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, অপারেটর ব্যবহার করতে পারেন স্টেটফুল সেট (পরিবর্তে রেপ্লিকাসেট) একটি ভিত্তি হিসাবে, প্রস্তাব অতিরিক্ত অটোমেশন: ক্র্যাশের ক্ষেত্রে প্রয়োজনীয় ক্রিয়া সম্পাদন করুন, ব্যাকআপ করুন, কনফিগারেশন আপডেট করুন ইত্যাদি।

এবং তাই, এই সব কিভাবে কাজ করে? অপারেটর হল একজন ম্যানেজার ডেমন যা:

Kubernetes-এ ইভেন্ট API-এ সদস্যতা নেয়;
এটি থেকে সিস্টেম সম্পর্কে ডেটা গ্রহণ করে (এর সম্পর্কে রেপ্লিকাসেট, pods, সেবা এবং তাই।);
সম্পর্কে ডেটা গ্রহণ করে তৃতীয় পক্ষের সম্পদ (নীচের উদাহরণ দেখুন);
চেহারা/পরিবর্তনে প্রতিক্রিয়া দেখায় তৃতীয় পক্ষের সম্পদ (উদাহরণস্বরূপ, আকার পরিবর্তন করতে, সংস্করণ পরিবর্তন করতে, এবং তাই);
সিস্টেমের অবস্থার পরিবর্তনগুলিতে প্রতিক্রিয়া জানায় (এর সম্পর্কে রেপ্লিকাসেট, pods, সেবা এবং তাই।);
সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ জিনিস:
1. Kubernetes API-কে এটির প্রয়োজনীয় সবকিছু তৈরি করতে কল করে (আবার, এটির নিজস্ব রেপ্লিকাসেট, pods, সেবা...),
2. কিছু জাদু সঞ্চালন করে (সরল করার জন্য, আপনি ভাবতে পারেন যে অপারেটর নিজেই পডে যায় এবং কমান্ড কল করে, উদাহরণস্বরূপ, একটি ক্লাস্টারে যোগ দিতে বা সংস্করণ আপডেট করার সময় ডেটা ফর্ম্যাট আপগ্রেড করতে)।

প্রকৃতপক্ষে, ছবিটি থেকে দেখা যায়, একটি পৃথক অ্যাপ্লিকেশন সহজভাবে Kubernetes (একটি নিয়মিত বিস্তৃতি с রেপ্লিকাসেট), যাকে অপারেটর বলা হয়। এটি একটি সাধারণ পডে থাকে (সাধারণত শুধুমাত্র একটি) এবং একটি নিয়ম হিসাবে, শুধুমাত্র এর জন্য দায়ী নামস্থান. এই অপারেটর অ্যাপ্লিকেশন তার API প্রয়োগ করে - যদিও সরাসরি নয়, কিন্তু মাধ্যমে তৃতীয় পক্ষের সম্পদ কুবারনেটসে।

এইভাবে, আমরা তৈরি করার পরে নামস্থান অপারেটর, আমরা এটা যোগ করতে পারেন তৃতীয় পক্ষের সম্পদ.

ইত্যাদির উদাহরণ (বিস্তারিত জন্য নীচে দেখুন):

apiVersion: etcd.coreos.com/v1beta1
kind: Cluster
metadata:
  name: example-etcd-cluster
spec:
  size: 3
  version: 3.1.0

ইলাস্টিক সার্চের উদাহরণ:

apiVersion: enterprises.upmc.com/v1
kind: ElasticsearchCluster
metadata:
  name: example-es-cluster
spec:
  client-node-replicas: 3
  master-node-replicas: 2
  data-node-replicas: 3
  zones:
  - us-east-1c
  - us-east-1d
  - us-east-1e
  data-volume-size: 10Gi
  java-options: "-Xms1024m -Xmx1024m"
  snapshot:
    scheduler-enabled: true
    bucket-name: elasticsnapshots99
    cron-schedule: "@every 2m"
  storage:
    type: gp2
    storage-class-provisioner: kubernetes.io/aws-ebs

অপারেটরদের জন্য প্রয়োজনীয়তা

CoreOS অপারেটরগুলিতে কাজ করার সময় ইঞ্জিনিয়ারদের দ্বারা প্রাপ্ত প্রধান নিদর্শনগুলি প্রণয়ন করে। সমস্ত অপারেটর পৃথক হওয়া সত্ত্বেও (নিজস্ব বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োজনের সাথে একটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তৈরি), তাদের সৃষ্টি অবশ্যই এমন একটি কাঠামোর উপর ভিত্তি করে হতে হবে যা নিম্নলিখিত প্রয়োজনীয়তাগুলি আরোপ করে:

ইনস্টলেশন একটি একক মাধ্যমে সম্পন্ন করা আবশ্যক বিস্তৃতি: kubectl create -f SOME_OPERATOR_URL/deployment.yaml - এবং অতিরিক্ত কর্মের প্রয়োজন নেই।
Kubernetes-এ একটি অপারেটর ইনস্টল করার সময়, একটি নতুন তৃতীয় পক্ষের প্রকার তৈরি করতে হবে (থার্ডপার্টি রিসোর্স). অ্যাপ্লিকেশন দৃষ্টান্তগুলি (ক্লাস্টার দৃষ্টান্ত) চালু করতে এবং সেগুলিকে আরও পরিচালনা করতে (সংস্করণ আপডেট করা, আকার পরিবর্তন করা ইত্যাদি), ব্যবহারকারী এই ধরনের ব্যবহার করবে৷
যখনই সম্ভব, আপনার কুবারনেটে নির্মিত আদিম ব্যবহার করা উচিত, যেমন সেবা и রেপ্লিকাসেটভাল-পরীক্ষিত এবং বোধগম্য কোড ব্যবহার করতে।
ব্যবহারকারী-সৃষ্ট সংস্থানগুলির পুরানো সংস্করণগুলির জন্য অপারেটরগুলির পিছনের সামঞ্জস্য এবং সমর্থন প্রয়োজন৷
অপারেটর সরানো হলে, অ্যাপ্লিকেশন নিজেই পরিবর্তন ছাড়া কাজ চালিয়ে যেতে হবে।
ব্যবহারকারীদের পছন্দসই অ্যাপ্লিকেশন সংস্করণ এবং অর্কেস্ট্রেট অ্যাপ্লিকেশন সংস্করণ আপডেট সংজ্ঞায়িত করতে সক্ষম হওয়া উচিত। সফ্টওয়্যার আপডেটের অভাব অপারেশনাল এবং নিরাপত্তা সমস্যার একটি সাধারণ উৎস, তাই অপারেটরদের অবশ্যই এই বিষয়ে ব্যবহারকারীদের সহায়তা করতে হবে।
অপারেটরদের কেওস মাঙ্কির মতো একটি টুল দিয়ে পরীক্ষা করা উচিত, যা পড, কনফিগারেশন এবং নেটওয়ার্কে সম্ভাব্য ব্যর্থতা চিহ্নিত করে।

etcd অপারেটর

অপারেটর বাস্তবায়ন উদাহরণ - etcd অপারেটর, প্রস্তুত এই ধারণার ঘোষণার দিনে। কোরাম বজায় রাখার প্রয়োজন, ক্লাস্টার সদস্যপদ পুনরায় কনফিগার করার প্রয়োজন, ব্যাকআপ তৈরি করা ইত্যাদি কারণে etcd ক্লাস্টার কনফিগারেশন জটিল হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি etcd ক্লাস্টারকে ম্যানুয়ালি স্কেল করার অর্থ হল আপনাকে একটি নতুন ক্লাস্টার সদস্যের জন্য একটি DNS নাম তৈরি করতে হবে, একটি নতুন etcd সত্তা শুরু করতে হবে এবং নতুন সদস্য সম্পর্কে ক্লাস্টারকে সতর্ক করতে হবে (etcdctl সদস্য অ্যাড) অপারেটরের ক্ষেত্রে, ব্যবহারকারীকে শুধুমাত্র ক্লাস্টারের আকার পরিবর্তন করতে হবে - বাকি সবকিছু স্বয়ংক্রিয়ভাবে ঘটবে।

এবং যেহেতু etcd এছাড়াও CoreOS-এ তৈরি করা হয়েছিল, তাই এটির অপারেটরটি প্রথমে উপস্থিত হওয়া বেশ যৌক্তিক ছিল। সে কিভাবে কাজ করে? অপারেটর লজিক ইত্যাদি তিনটি উপাদান দ্বারা নির্ধারিত হয়:

পর্যবেক্ষণ করুন। অপারেটর Kubernetes API ব্যবহার করে ক্লাস্টারের অবস্থা পর্যবেক্ষণ করে।
বিশ্লেষণ। বর্তমান স্থিতি এবং পছন্দসই একের মধ্যে পার্থক্য খুঁজে বের করে (ব্যবহারকারীর কনফিগারেশন দ্বারা সংজ্ঞায়িত)।
কর্ম. etcd এবং/অথবা Kubernetes পরিষেবা API ব্যবহার করে সনাক্ত করা পার্থক্যগুলি সমাধান করে।

এই যুক্তি বাস্তবায়নের জন্য, অপারেটরে ফাংশন প্রস্তুত করা হয়েছে তৈরি/ধ্বংস করুন (etcd ক্লাস্টার সদস্য তৈরি এবং মুছে ফেলা) এবং মাপ পরিবর্তন করুন (গুচ্ছ সদস্য সংখ্যা পরিবর্তন)। নেটফ্লিক্স থেকে ক্যাওস মাঙ্কির অনুরূপ তৈরি একটি ইউটিলিটি ব্যবহার করে এর অপারেশনের সঠিকতা যাচাই করা হয়েছিল, যেমন এলোমেলোভাবে etcd পড হত্যা.

etcd-এর সম্পূর্ণ অপারেশনের জন্য, অপারেটর অতিরিক্ত বৈশিষ্ট্য প্রদান করে: ব্যাকআপ (ব্যকআপ কপি তৈরির স্বয়ংক্রিয় এবং ব্যবহারকারীদের কাছে অদৃশ্য - কনফিগারে কত ঘন ঘন সেগুলি তৈরি করতে হবে এবং কতগুলি সংরক্ষণ করতে হবে - এবং পরবর্তীতে সেগুলি থেকে ডেটা পুনরুদ্ধার করার জন্য এটি যথেষ্ট) এবং আপগ্রেড (ডাউনটাইম ছাড়া etcd ইনস্টলেশন আপডেট করা)।

একটি অপারেটরের সাথে কাজ করা দেখতে কেমন?

$ kubectl create -f https://coreos.com/operators/etcd/latest/deployment.yaml
$ kubectl create -f https://coreos.com/operators/etcd/latest/example-etcd-cluster.yaml
$ kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS    RESTARTS   AGE
etcd-cluster-0000                1/1       Running   0          23s
etcd-cluster-0001                1/1       Running   0          16s
etcd-cluster-0002                1/1       Running   0          8s
etcd-cluster-backup-tool-rhygq   1/1       Running   0          18s

etcd অপারেটরের বর্তমান অবস্থা হল একটি বিটা সংস্করণ, যার জন্য Kubernetes 1.5.3+ এবং etcd 3.0+ চালানো প্রয়োজন। সোর্স কোড এবং ডকুমেন্টেশন (ব্যবহারের জন্য নির্দেশাবলী সহ) এখানে উপলব্ধ GitHub.

CoreOS থেকে আরেকটি উদাহরণ বাস্তবায়ন তৈরি করা হয়েছে - প্রমিথিউস অপারেটর, কিন্তু এটি এখনও আলফা সংস্করণে রয়েছে (সব পরিকল্পিত বৈশিষ্ট্য বাস্তবায়িত হয়নি)।

অবস্থা এবং সম্ভাবনা

Kubernetes অপারেটরদের ঘোষণার পর 5 মাস পেরিয়ে গেছে। অফিসিয়াল CoreOS সংগ্রহস্থলে এখনও মাত্র দুটি বাস্তবায়ন উপলব্ধ রয়েছে ( etcd এবং Prometheus এর জন্য)। উভয়ই এখনও তাদের স্থিতিশীল সংস্করণে পৌঁছেনি, তবে প্রতিশ্রুতিগুলি প্রতিদিন পরিলক্ষিত হয়।

বিকাশকারীরা "একটি ভবিষ্যত কল্পনা করে যেখানে ব্যবহারকারীরা তাদের কুবারনেটস ক্লাস্টারে পোস্টগ্রেস অপারেটর, ক্যাসান্দ্রা অপারেটর বা রেডিস অপারেটর ইনস্টল করে এবং এই অ্যাপ্লিকেশনগুলির মাপযোগ্য সত্তার সাথে কাজ করে যতটা সহজে রাষ্ট্রহীন ওয়েব অ্যাপ্লিকেশনগুলির প্রতিলিপি স্থাপন করা হয়।" প্রথম তৃতীয় পক্ষের বিকাশকারীদের থেকে অপারেটর সত্যিই প্রদর্শিত হতে শুরু:

ইলাস্টিক সার্চ অপারেটর UPMC এন্টারপ্রাইজ থেকে;
PostgreSQL অপারেটর ক্রাঞ্চি ডেটা থেকে (মার্চ 2017 সালের শেষের দিকে ঘোষিত);
রুক অপারেটর Ceph এর উপর ভিত্তি করে একটি বিতরণকৃত ডেটা স্টোরেজ সিস্টেমের লেখকদের কাছ থেকে (Rook আলফা অবস্থায় আছে);
ওপেনস্ট্যাক অপারেটর SAP CCloud থেকে।

2017 সালের ফেব্রুয়ারিতে ব্রাসেলসে অনুষ্ঠিত বৃহত্তম ইউরোপীয় ফ্রি সফ্টওয়্যার কনফারেন্স FOSDEM-এ CoreOS-এর জশ উড অপারেটরদের ঘোষণা করেছিলেন প্রতিবেদন (একটি ভিডিও লিঙ্কে উপলব্ধ!), যা বিস্তৃত ওপেন সোর্স সম্প্রদায়ে এই ধারণাটির জনপ্রিয়তা বৃদ্ধিতে অবদান রাখতে হবে।

দ্রষ্টব্য নিবন্ধে আপনার আগ্রহের জন্য ধন্যবাদ! আমাদের হাব সদস্যতা, যাতে DevOps এবং GNU/Linux সিস্টেম প্রশাসনে নতুন উপকরণ এবং রেসিপিগুলি মিস না হয় - আমরা সেগুলি নিয়মিত প্রকাশ করব!

উত্স: www.habr.com

কুবারনেটসের জন্য অপারেটর: রাষ্ট্রীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলি কীভাবে চালাতে হয়