🥇Tööriistad Kuberneteses töötavate rakenduste arendajatele

Kaasaegne lähenemine haldamisele lahendab palju ettevõtete hädavajalikke probleeme. Konteinerid ja orkestratsioonitööriistad võimaldavad hõlpsasti skaleerida projekti ükskõik millise keerukuse tasemele, lihtsustades uute versioonide väljalaskmist, muutes need usaldusväärsemaks, kuid samas loovad lisaprobleeme arendajatele. Arendajat huvitab eelkõige tema kood: arhitektuur, kvaliteet, jõudlus, elegants — mitte see, kuidas see Kuberneteses töötama panna ja kuidas seda testida ja siluda isegi kõige väiksemate muudatuste korral. Seetõttu on täiesti loogiline, et aktiivselt arendatakse tööriistu Kuberneteses, mis aitavad lahendada isegi kõige „arhiilisemate“ arendajate probleeme ja võimaldavad neil keskenduda peamisele.

Selles ülevaates on lühike teave mõnede tööriistade kohta, mis lihtsustavad arendaja elu, kelle kood töötab Kubernetes klastris pod'ides.

Lihtsad abimehed

Kubectl-debug

Põhimõte: lisage oma konteiner pod'i ja vaadake, mis seal toimub.
GitHub.
Lühike statistika GH: 715 tähte, 54 commit'i, 9 kaasautor.
Keeled: Go.
Litsents: Apache License 2.0.

See kubectl pistikprogramm võimaldab luua huvitatud pod'i sisse täiendava konteineri, mis jagab protsesside nimespitsi teiste konteineritega. Selle sees saab pod'i tööprotsessi siluda: kontrollida võrgu toimimist, jälgida võrgu liiklust, teha strace huvitavale protsessile jt.

Samuti saab siseneda protsessikonteinerisse, täites chroot /proc/PID/root — see on väga mugav, kui on vaja saada root shell konteinerisse, mille mälestises on seatud securityContext.runAs.

Tööriist on lihtne ja tõhus, nii et see võib olla kasulik igale arendajale. Rohkem teavet selle kohta oleme kirjutanud a separate article.

Telepresence

Põhimõte: pane rakendus oma arvutisse. Arenda ja silu kohapeal.
Veebisait; GitHub.
Lühike statistika GH: 2131 tähte, 2712 commit'i, 33 kaasautor.
Keeled: Python.
Litsents: Apache License 2.0.

Selle tööriista idee seisneb rakenduse konteineri käivitamises kohaliku kasutaja arvutis ning kogu liikluse proxüesimises klastri ja tagasi. See lähenemine võimaldab arendada kohapeal, muutes lihtsalt faile oma lemmik-IDE's: tulemused on kohe kergesti saadaval.

Kohalikul käivitamisel on plussideks mugav redigeerimine ja kohene tulemus, samuti võimalus rakendust harjumuspärasel viisil siluda. Miinusteks on nõudlikkus ühenduse kiirusest, mis on eriti märgatav siis, kui tuleb töötada rakendusega, millel on piisavalt kõrge RPS ja liiklus. Lisaks on Telepresence'il Windowsis probleeme mahumägedega, mis võib osutuda piiravaks teguriks arendajatele, kes on harjunud selle opsüsteemiga.

Oleme juba jaganud oma kogemusi Telepresence'i kasutamisest. siin.

Ksync

Põhimõte: peaaegu kohene koodi sünkroonimine konteineriga klastris..
GitHub.
Lühistatistika GH: 555 tähte, 362 commit'i, 11 kaasautorist.
Keeled: Go.
Litsents: Apache License 2.0.

Tööriist võimaldab sünkroonida kohaliku katalooge sisu klastri konteineris. Selline tööriist sobib suurepäraselt skriptikeeltes arendajatele, kelle peamine probleem on koodi jõudmine töötavasse konteinerisse. Ksync on loodud selle peavalu leevendamiseks.

Ühe korra initsialiseerimise käsklusega ksync init loob klastri DaemonSet'i, mida kasutatakse valitud konteineri failisüsteemi oleku jälgimiseks. Oma lokaalses arvutis käivitab arendaja käsu ksync watch, mis jälgib konfiguratsioonide olekut ja käivitab syncthing, mis teostab otsese sünkroonimise failidega klastris.

Jääb instructida ksync, 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/ katalooge /var/www/myproject/ konteineri nimega php.

Probleemid ja märkused ksync'i kohta meie kogemustest:

Kubernetes klastrite sõlmedes peab olema kasutusel overlay2 Docker'i salvestustehnoloogiana. Ühegi teise utiliidiga see ei toimi.
Windows'il kliendi opsüsteemina kasutamisel võib failisüsteemi watcher töötada valesti. See viga on tuvastatud suurte kataloogide kasutamisel — suurte sisetükkide ja kaustade arvu korral. Oleme loonud vastava probleemi projekti syncthing'is, kuid edusamme pole veel (juuli algusest) toimunud.
Kasutage faili .stignore et, et määrata teed või failimallid, mida ei pea sünkroonima (näiteks kataloogid app/cache ja 12 factor app).
Vaikimisi taaskäivitab ksync konteineri iga kord, kui failides toimub muudatus. Node.js puhul on see mugav, aga PHP puhul täiesti tarbetu. Parim on välja lülitada opcache ja kasutada lippu --reload=false.
Konfiguratsiooni saab alati muuta failis $HOME/.ksync/ksync.yaml.

Squash

Põhimõte: debugeeri protsessid otse klastris.
GitHub.
Lühikokkuvõte GH: 1154 tähte, 279 commit'i, 23 kaasautoritatud.
Keeled: Go.
Litsents: Apache License 2.0.

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

delve — Go rakenduste jaoks;
GDB — läbi remote target + pordi edastamise;
pordi edastamine JDWP Java rakenduste debugeerimiseks.

IDE poolt on tugi olemas vaid VScode'is (kasutades laiendused), kuid käesoleva (2019) aasta plaanides on Eclipse ja Intellij.

Protsesside debugeerimiseks käivitab Squash klastrinodele privileege sisaldava konteineri, seega on enne võimalikest rikkumistest teadlikuks saamine vajalik turvarežiimiga turvaküsimuste vältimiseks.

Komplekslahendused

Liigume raskema relvastuse juurde — suurematele projektidele, mis on loodud arendajate mitmete vajaduste rahuldamiseks.

NB: Selles nimekirjas on kindlasti koht ka meie Open Source tööriistale werf (varem tuntud kui dapp). Siiski oleme sellest juba korduvalt kirjutanud ja rääkinud, seega otsustasime selle ülevaatesse mitte lisada. Soovijatele tutvuda selle võimalustega soovitame lugeda/kuulata ettekannet “werf — meie CI/CD tööriist Kuberneteses».

DevSpace

Põhimõte: neile, kes soovivad alustada Kubernetesega töötamist, kuid ei taha sügavale selle keerukustes siseneda.
GitHub.
Lühikokkuvõte GH: 630 tähte, 1912 commit'i, 13 kaasautoritatud.
Keeled: Go.
Litsents: Apache License 2.0.

Lahendus sama nimel peab meeles pidama, pakkudes manageeritud Kubernetes klastreid meeskondade arendamiseks. Tööriist loodi kommertsklastrite jaoks, kuid töötab suurepäraselt ka teistega.

Käivitades käsu devspace init projekti kataloogis pakuvad teile (interaktiivses režiimis):

valida töö Kubernetes klaster,
kasutada olemasolevat Dockerfile (või genereerida uus) konteineri loomiseks selle alusel,
valida konteineripiltide hoidmiseks repository jne.

Kõikide nende ettevalmistuste järel saab alustada arendust, tippides käsu devspace dev. See kogub konteineri, laadib selle registrisse, väljastab klastrisse deploymente ning käivitab portide suunamise ja konteineri sünkroniseerimise kohaliku kaustaga.

Valikuliselt pakutakse terminalis liikumist konteinerisse. Seda ei tasu keelduda, kuna tegelikult käivitub konteiner käsuga sleep ning reaalseks testimiseks on vaja rakendust käivitada käsitsi.

Lõpuks käivitab käsk devspace deploy rakenduse ja sellega seotud infrastruktuuri klastris, pärast mida hakkab kõik tööle tootmisrežiimis.

Kogu projekti konfigureerimine salvestatakse faili devspace.yaml. Peale arenduskohtade seadistamise leiate seal ka infrastruktuuri kirjelduse, mis sarnaneb tavalistele Kubernetes'i manifestidele, vaid oluliselt lihtsustatud.

DevSpace'i arhitektuur ja peamised tööetapid

Lisaks on projekti lihtne lisada eelmääratud komponent (näiteks andmebaas MySQL) või Helm-chart. Lisainfot lugege dokumentatsioon — see ei ole keeruline.

Skaffold

Veebisait; GitHub.
Kohene statistika GH: 7423 tärni, 4173 commit'i, 136 panustajat.
Keeled: Go.
Litsents: Apache License 2.0.

See Google'i tööriist pretendeerib katma kõiki arendaja vajadusi, kelle kood käivitub kuidagi Kubernetes'i klastris. Selle kasutamine ei ole nii lihtne kui devspace'i puhul: mingit interaktiivsust, keele määratlemist ja automaatset loomist Dockerfile siin teile ei pakuta.

Kuid kui see ei hirmuta — siin on, mida Skaffold teha lubab:

Jälgida lähtekoodi muudatusi.
Sünkroniseerida seda pod'i konteineriga, kui see ei vaja ehitamist.
Koguda konteinerid koodiga, kui programmeerimiskeel on tõlgitav, või kompileerida artefakte ja pakkida need konteineritesse.
Saadud pilte kontrollida automaatselt container-structure-test.
Märgistada ja laadida pilte Docker Registry'sse.
Rakendust klastris üles ehitada, kasutades kubectl, Helm või kustomize.
Portide suunamine.
Vigade otsimine Java, Node.js, Pythonis kirjutatud rakendustes.

Töökäik erinevates variatsioonides on deklaratiivselt kirja pandud failis skaffold.yaml. Projekti jaoks saab määrata ka mitu profiili, kus etappide koostamine ja juurutamine muudetakse osaliselt või täielikult. Näiteks saab arenduseks määrata arendajale sobiva baaspildi ja staging'utamiseks ning tootmiseks - minimaalne (+ kasutamine securityContext konteinerite või üle kirjutada klastri, milles rakendus juurutatakse).

Docker-konteinerite koostamine saab toimuda kohapeal või kaugelt: Google Cloud Build või klastri abil, kasutades Kaniko. Samuti toetatakse Bazeli ja Jib Maven/Gradle'i. Skaffold toetab mitmesuguseid strateegiaid sildistamiseks: git commit hash, kuupäev/aeg, sha256 algfailide summa jne.

Erakordselt tuleb märkida konteinerite testimise võimalust. Eelmises punktis mainitud container-structure-test raamistik pakub järgmisi kontrollimismeetodeid:

Käskude täitmine konteineri kontekstis väljundstaatuste jälgimise ja käsu tekstilise ‘väljundi’ kontrollimisega.
Failide olemasolu konteineris ja atribuutide vastavus määratletud tingimustele.
Failide sisu kontrollimine regulaaravaldiste järgi.
Pildi metainformatsiooni võrdlemine (ENV, ENTRYPOINT, VOLUMES jne.).
Litsentsi ühilduvuse kontroll.

Failide sünkroonimine konteineriga toimub mitte kõige optimaalsemal viisil: Skaffold loob lihtsalt algfailidest arhiivi, kopeerib selle ja arhiveerib konteinis (peab olema installitud tar). Seetõttu, kui teie peamine ülesanne on koodi sünkroniseerimine, siis on parem vaadata spetsialiseeritud lahenduse (ksync) poole.

Skaffoldi töö peamised etapid

Üldiselt ei võimalda see tööriist Kubernetes'i manifestidest abstrakteeruda ja tal puudub mingisugune interaktiivsus, mistõttu võib see tunduda keeruline omandada. Kuid see on ka tema eelis - suurem vabadus.

Garden

Veebisait; GitHub.
Lühike statistika GH: 1063 tähte, 1927 commitit, 17 panustajat.
Keel: TypeScript (plaanis jagada projekt mitmeks komponendiks, millest mõned on Go's ja luua SDK lisade loomiseks TypeScript/JavaScript'i ja Go jaoks).
Litsents: Apache License 2.0.

Nagu Skaffold, on Garden suunatud rakenduse koodi kohaletoimetamise protsesside automatiseerimisele K8s-klastrisse. Selleks tuleb esmalt projekti struktuur YML-failis kirja panna, mille järel käivitada käsk garden dev. See teeb kogu maagia:

Kogub erinevate projektiosade konteinerid.
Viib läbi integratsiooni ja üksuste teste, kui need on kirja pandud.
Väljastab kõik projekti koostisosad klastrisse.
Kui lähtekood muutub, käivitab ta kogu torustiku uuesti.

Selle tööriista kasutamisel keskendutakse arendajate meeskonna poolt kaugklastri ühiskasutusele. Sel juhul, kui mõned kogumise ja testimise etapid on juba tehtud, kiirendab see kogu protsessi märkimisväärselt, kuna Garden suudab kasutada vahemälus olevaid tulemusi.

Projekti moodul võib olla konteiner, Maven-konteiner, Helm-chart, manifest kubectl apply või isegi OpenFaaS-funktsioon. Iga mooduli saab tõmmata kaug-Git-reposiidist. Moodul võib määratleda (või mitte) teenused, ülesanded ja testid. Teenustel ja ülesannetel võivad olla sõltuvused, mis võimaldab määrata, millises järjekorras teenuseid edastada, ülesandeid ja teste käivitada.

Garden pakub kasutajale ilusat juhtpaneeli (hetkel katsefaasis), kus kuvatakse projekti graaf: koostisosad, kogumise, ülesannete ja testide järjekord, nende seosed ja sõltuvused. Otseselt brauseris saab vaadata ka kõigi projekti komponentide logisid, kontrollida, mida see või teine komponent HTTP kaudu välja annab (kui selle jaoks on määratud ingressi ressurss).

Garden paneel

Sellel tööriistal on ka kuumlaadimise režiim, mis lihtsalt sünkroniseerib skriptide muudatused konteineriga klastris, kiirendades rakenduse silumisprotsessi mitu korda. Gardenil on hea dokumentatsioon ja mitte halb näidiste kogum, mis võimaldab kiirelt kohanduda ja alustada kasutamist. Ütlen, et hiljuti avaldasime artikli tõlge selle autorite poolt.

Kokkuvõte

Loomulikult ei piirdu see loetelu rakenduste arendamise ja silumise tööriistadega Kuberneteses. On veel palju kasulikke ja praktilisi tööriistu, mis väärivad vähemalt mainimist, kui mitte eraldi artiklit. Rääkige, mida teie kasutate, milliste probleemide ees olete seisnud ja kuidas te neid lahendasite!