🥇Arendustööriistad Kuberneteses töötavate rakenduste jaoks

Kaasaegne lähenemine haldamisele lahendab paljusid äri muresid. Konteinerid ja orkestratsioonitööriistad võimaldavad hõlpsasti skaleerida projekte igasuguste keerukustega, lihtsustavad uute versioonide väljaandmist, tehes need usaldusväärsemaks, kuid samas põhjustavad ka täiendavaid probleeme arendajatele. Arendajat, eelkõige, huvitab tema kood: arhitektuur, kvaliteet, jõudlus, elegants, mitte see, kuidas ta jõuab Kubernetesesse ja kuidas seda testida ja tõrkeotsingusse minna pärast isegi minimaalsete muudatuste tegemist. Seetõttu on loomulik, et aktiivselt arendatakse tööriistu Kubernetesel, mis aitavad lahendada isegi kõige "arhailisemaid" arendajate probleeme ja võimaldavad neil keskenduda peamisele.

Selles ülevaates on lühike teave mõne tööriista kohta, mis lihtsustavad arendaja elu, kelle kood töötab Kubernetes klastri pod'ides.

Lihtsad abivahendid

Kubectl-debug

Sisu: lisage oma konteiner Pod'i ja vaadake, mis seal toimub.
GitHub.
Lühike statistika GH: 715 tähte, 54 commiti, 9 kaasautorid.
Keel: Go.
Litsents: Apache License 2.0.

See plugin for kubectl, which allows creating an additional container within the desired pod that shares the process namespace with other containers. This makes it possible to debug the pod's operation: check network functionality, listen to network traffic, perform strace on the desired process, etc.

You can also switch to the process container by executing chroot /proc/PID/root — which can be very handy when you need to get a root shell in a container for which the manifest specifies securityContext.runAs.

The tool is simple and effective, making it useful for every developer. We have written more about it in eraldiseisvas artiklis.

Telepresence

Sisu: move the application to your computer. Develop and debug locally.
Veebileht; GitHub.
Brief GH statistics: 2131 stars, 2712 commits, 33 contributors.
Language: Python.
Litsents: Apache License 2.0.

The idea of this extension is to run a container with the application on the local user's computer while proxying all traffic from the cluster to it and back. This approach enables local development simply by modifying files in your favorite IDE: results will be available immediately.

Kohalik käivitamise eelised — mugavus muudatuste tegemisel ja kohene tulemus, võimalus rakendust tavapäraselt siluda. Puudustest — nõudlikkus ühenduse kiiruselt, mis on eriti tunda, kui tuleb töötada rakendusega, millel on piisavalt kõrge RPS ja liiklus. Lisaks on Telepresence'il Windowsis probleemid volume mountidega, mis võib olla määrav piirang arendajatele, kes on sellele opsüsteemile harjunud.

Oleme juba jaganud oma kogemusi Telepresence'i kasutamisel. siit.

Ksync

Sisu: peaaegu kohene koodi sünkroonimine konteineriga klastris.
GitHub.
Lühike statistika GH: 555 tähte, 362 commit'i, 11 panustajat.
Keel: Go.
Litsents: Apache License 2.0.

Utiliit võimaldab sünkroonida kohaliku kausta sisu konteineri kataloogiga, mis on käivitatud klastris. Selline tööriist sobib suurepäraselt skripteerimiskeelte arendajatele, kelle peamine probleem on koodi töötavasse konteinerisse viimine. Ksync on loodud selle peavalu leevendamiseks.

Ühe korra initsialiseerimine käsuga ksync init Klastris loob DaemonSet'i, mida kasutatakse valitud konteineri failisüsteemi oleku jälgimiseks. Arendaja käivitab oma kohalikul arvutil käsu ksync watch, mis jälgib konfiguratsioone ja käivitab syncthing, mis teostab failide vahetu sünkroonimise klastri ja kohaliku süsteemi vahel.

Jääb anda ksync'ile juhised, mida ja millega sünkroonida. Näiteks selline käsk:

ksync create --name=myproject --namespace=test --selector=app=backend --container=php --reload=false /home/user/myproject/ /var/www/myproject/

… loob watcher'i nimega myproject, mis otsib pod'i, millel on silt app=backend ja püüab sünkroonida kohaliku katalooge /home/user/myproject/ konteineri /var/www/myproject/ nimel php.

Probleemid ja märkused ksync'i kohta meie kogemusest:

Kubernetes'i klastri sõlmedes peab olema kasutusel overlay2 Docker'i salvestusjuhiks. Ükski teine utiliit ei tööta.
Windows'i kasutamisel kliendi OS'ina võib failisüsteemi watcher töötada ebaühtlaselt. See viga ilmnes suurte kataloogidega töötamisel — suurte sisemiste failide ja direktorite arvuga. Oleme loonud vastava probleemi projekti syncthing, kuid edusamme pole seni (juuli algusest) olnud.
Kasuta faili .stignore selleks, et määrata teed või failide mustreid, mida ei ole vaja sünkroonida (näiteks kataloogid app/cache ja .git).
Kuidas ksync suunab konteineri taaskäivitamise iga faili muutumise korral. Node.js jaoks on see mugav, PHP jaoks aga täiesti üleliigne. Paremini on välja lülitada opcache ja kasutada lippu --reload=false.
Konfiguratsiooni saab alati muuta failis $HOME/.ksync/ksync.yaml.

Käivita

Sisu: debug'i protsesse otse klastris.
GitHub.
Kohatu statistika GH: 1154 tähte, 279 commit'i, 23 kaasautorit.
Keel: Go.
Litsents: Apache License 2.0.

See tööriist on mõeldud protsesside debugeerimiseks otse pod'ides. Utiliit on lihtne ja interaktiivses režiimis võimaldab valida vajaliku debugeerija (vt allpool) ja nimeteenuse + pod, kuhu sekkuda. Praegu toetatakse:

delve — Go rakenduste jaoks;
GDB — kaugjuhtimise kaudu + porti edastamine;
JDWP poolt edastatav port Java rakenduste debugeerimiseks.

IDE poolt on toetust vaid VScode'is (kasutades laiendust), kuid sel aastal (2019) plaanitakse ka Eclipse'i ja Intellij' toetust.

Squash запускаa klastrites protsesside tõrkeotsinguks privileege saanud konteineri, seetõttu on oluline esmalt tutvuda turvarežiimi turvaprobleemide vältimiseks.

Komplekslahendused

Siin tuleme raskema kaliibriga - laiemate projektidega, mis katab korraga enamiku arendajate vajadustest.

NB: Sellel loetel on kindlasti ka meie avatud lähtekoodiga utiliidile werf (varem tuntud kui dapp). Oleme sellest juba korduvalt kirjutanud ja rääkinud, mistõttu otsustasime selle ülevaatesse mitte lisada. Kellel on soovi lähemalt tutvuda, soovitame lugeda/kuulata ettekannet "werf — meie CI/CD tööriist Kuberneteses».

DevSpace

Sisu: need, kes soovivad alustada Kubernetesega töötamist, kuid ei taha süvitsi minna selle keerukustesse..
GitHub.
Lühiülevaade GH-st: 630 tähte, 1912 commit'i, 13 panustajat.
Keel: Go.
Litsents: Apache License 2.0.

Lahendus samanimeliselt ettevõttelt, mis pakub lookup-klausleid Kubernetesega meeskonnatööks. Tööriist loodi kaubanduslikele klastritele, kuid töötab suurepäraselt ka teistega.

Kui käivitate käsu devspace init projektiga kataloogis, pakutakse teile (interaktiivses režiimis):

valida töö Kubernetes-kluster,
kasutada olemasolevat Dockerfile (või genereerida uus) konteineri loomiseks selle põhjal,
valida konteineripiltide hoidmiseks repositoorium jne.

Pärast neid ettevalmistusi saab alustada arendust, käivitades käsu devspace dev. See kogub konteineri, laadib selle repositooriumisse, käivitab klastrisse juurutamise ja käivitab portide suunamise ning konteineri sünkroonimise kohaliku kataloogiga.

Valikuliselt pakutakse terminaliga konteinerisse sisenemist. Sellel ei tasu keelduda, sest tegelikult käivitub konteiner komandeeringu sleep'iga ja rakendust tuleb reaalseks testimiseks käsitsi käivitada.

Lõpuks käivitab käsk devspace deploy rakenduse ja sellega seotud infrastruktuuri klastrisse, pärast mida kõik hakkab töötama reaalses režiimis.

Kogu projekti konfiguratsioon on salvestatud failis devspace.yaml. Lisaks arenduskeskkonna seadistustele leidub seal ka infrastruktuuri kirjeldus, mis sarnaneb standardsete Kubernetes manifestidega, kuid on oluliselt lihtsustatud.

Architektuur ja peamised etapid DevSpace'iga töötamiseks

Lisaks sellele saab projekti hõlpsasti lisada ette määratud komponente (näiteks MySQL andmebaasi) või Helm-kaarte. Lisainfot leiate dokumentatsioonis — see ei ole keeruline.

Skaffold

Veebileht; GitHub.
Lühistatistika GH: 7423 tähte, 4173 commit'i, 136 kaasautorit.
Keel: Go.
Litsents: Apache License 2.0.

See Google'i tööriist püüab katta kõiki arendaja vajadusi, kelle kood hakkab mingil moel käivituma Kubernetes'i klastris. Sellega alustamine ei ole nii lihtne kui devspace'iga: mingit interaktiivsust, keele määratlemist ja automaatset loomist Dockerfile siin ei pakuta.

Kuid kui see teid ei heiduta — siin on, mida Skaffold võimaldab:

Jälgida lähtekoodi muutusi.
Sünkroniseerida see pod'i konteineriga, kui see ei vaja kokkupanekut.
Koguda konteinerid koodiga, kui programmeerimiskeel on tõlgendatav, või kompileerida artefakte ja pakkida need konteineritesse.
Saadud pilte kontrollida automaatselt container-structure-test.
Tägida ja laadida pilte Docker Registry'sse.
Rakendust klastris üles seada, kasutades kubectl, Helm'i või kustomize'i.
Sadamate suunamine.
Java, Node.js ja Pythonis kirjutatud rakenduste tõrkeotsing.

Töövoolu erinevaid variatsioone kirjeldatakse deklareeritavalt failis skaffold.yaml. Projektile on võimalik määrata ka mitu profiili, kus osaliselt või täielikult muuta ehituse ja juurutamise etappe. Näiteks arenduse jaoks saab määrata arendajale mugava baaspildi ja stagingu ning tootmise jaoks - minimaalne (+ kasutada securityContext konteinerites või ümber määrata kluster, kuhu rakendus juurutatakse).

Docker-konteinerite koostamine võib toimuda kohapeal või kaugjuhtimise teel: Google Cloud Build või klastris, kasutades Kaniko. Samuti toetatakse Bazeli ja Jib Maven/Gradle. Skaffold toetab sildistamist paljude strateegiate kaudu: git commit hash, kuupäev/aeg, sha256-hash lähtekoodide jne.

Eraldi tasub mainida konteinerite testimise võimalust. juba mainitud raamistik container-structure-test pakub järgmisi kontrollimeetodeid:

Käskude täitmine konteineri kontekstis, jälgides väljumisstaatusi ja kontrollides käsu teksti "väljundit".
Failide olemasolu kontrollimine konteineris ja atribuutide vastavuse kontrollimine nimetatule.
Failide sisu kontrollimine regulaarsete väljenditega.
Pildi metaandmete kontrollimine (ENV, ENTRYPOINT, VOLUMES jne).
Litsentside ühisuse kontrollimine.

Failide sünkroniseerimine konteineriga ei toimu kõige optimaalsemalt: Skaffold loob lihtsalt arhiivi lähtekoodidega, kopeerib selle ja lahtipakkimiseks konteineris (peab olema installitud tar). Seetõttu, kui teie peamine eesmärk on koodi sünkroniseerimine, on parem vaadata spetsialiseeritud lahenduste poole (ksync).

Skaffoldi töö peamised etapid

Kokkuvõttes ei võimalda see tööriist abstraheerida Kubernetes'i manifeste ning tal puudub mingisugune interaktiivsus, mistõttu võib selle omandamine tunduda keeruline. Aga just see on ka selle eelis — suurem tegutsemisvabadus.

Garden

Veebileht; GitHub.
Lühike statistika GH: 1063 tähte, 1927 commit'i, 17 kaasautorid.
Keeleks: TypeScript (plaanitakse jagada projekt mitmeks komponendiks, millest mõned on Go keeles, samuti luua SDK laiendite tegemiseks TypeScriptis/JavaScriptis ja Go-s).
Litsents: Apache License 2.0.

Nagu Skaffold, on ka Garden suunatud kodeerimise tarnimise automatiseerimisele K8s-klastrisse. Selleks tuleb esmalt kirjeldada projekti struktuur YAML-failis, seejärel käivitada käsk garden dev. See teeb kogu võlu:

Kogub konteinerid projekti erinevatest osadest.
Vi viib läbi integreerimise ja unit-testid, kui need on kirjeldatud.
Taustatõukab kõik projekti komponendid klastrisse.
Kui allika kood muutub, käivitab ta kogu töövoo uuesti.

Selle tööriista kasutamisel keskendutakse peamiselt arendajate meeskonna kaugetevahelisele koostööle. Sellisel juhul, kui mõned ehituse ja testimise etapid on juba tehtud, kiirendab see kogu protsessi oluliselt, kuna Garden suudab kasutada vahemälus olevaid tulemusi.

Projekti mooduliks võib olla konteiner, Maven-konteiner, Helm-graafik, manifester kubectl apply või isegi OpenFaaS-funktsioon. Iga moodulit saab tõmmata kaug-Git-repositooriumist. Moodul võib määratleda (või mitte) teenuseid, ülesandeid ja teste. Teenustel ja ülesannetel võivad olla sõltuvused, mis aitavad määrata kõnealuste teenuste juurutamise järjekorda, korraldada ülesannete ja testide käivitamist.

Garden pakub kasutajale ilusat juhtpaneeli (praegu eksperimentaalses olekus), milles on projekti visuaal: komponendid, nende kokkupaneku järjekord, ülesannete ja testide täitmine ning nende omavahelised seosed ja sõltuvused. Otse brauseris saab vaadata ka kõiki projekti komponente ja kontrollida, mida iga komponent HTTP kaudu edastab (kui muidugi on määratletud ingressi ressurss).

Garden'i paneel

Sellel tööriistal on ka hot-reload režiim, mis lihtsalt sünkroniseerib skriptide muudatused konteineriga klastris, kiirendades oluliselt rakenduse silumist. Garden'il on hea dokumentatsioon ja korralik näidiste kogum, mis võimaldab kiiresti tutvuda ja alustada kasutamist. Muide, hiljuti avaldasime artikli tõlke selle autoritelt.

Kokkuvõte

Muidugi ei piirdu Kubernetes'i rakenduste arendamiseks ja silumiseks mõeldud tööriistade loetelu ainult sellega. On veel palju kasulikke ja praktilisi utiliite, mis väärivad vähemalt märkimist, kui mitte eraldi artiklit. Rääkige, milliseid tööriistu teie kasutate, milliste probleemidega olete kokku puutunud ja kuidas olete neid lahendanud!