કુબરનેટ્સ માટે ઓપરેટર્સ: સ્ટેટફુલ એપ્લિકેશન કેવી રીતે ચલાવવી

Kubernetes માં સ્ટેટફુલ એપ્લિકેશન્સ સાથે સમસ્યા

જ્યારે સ્ટેટલેસ તરીકે વર્ગીકૃત થયેલ કેસની વાત આવે ત્યારે એપ્લિકેશન અને સેવાઓનું રૂપરેખાંકન, લોન્ચ અને વધુ સ્કેલિંગ સરળ છે, એટલે કે. ડેટા સાચવ્યા વિના. કુબરનેટ્સમાં તેના માનક API નો ઉપયોગ કરીને આવી સેવાઓ ચલાવવાનું અનુકૂળ છે, કારણ કે બધું "બૉક્સની બહાર" થાય છે: પ્રમાણભૂત ગોઠવણીઓ અનુસાર, કોઈપણ વિશિષ્ટતાઓ અથવા જાદુને સામેલ કર્યા વિના.

સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, કન્ટેનરના ક્લસ્ટરમાં PHP/Ruby/Python માં બેકએન્ડની વધુ પાંચ નકલો લોંચ કરવા માટે, તમારે ફક્ત 5 વખત નવું સર્વર સેટ કરવાની અને સ્ત્રોતોની નકલ કરવાની જરૂર છે. સોર્સ કોડ અને ઇનિટ સ્ક્રિપ્ટ બંને ઇમેજમાં હોવાથી, સ્ટેટલેસ એપ્લિકેશનને સ્કેલિંગ કરવું સંપૂર્ણપણે પ્રાથમિક બની જાય છે. કન્ટેનર અને માઇક્રોસર્વિસ આર્કિટેક્ચરના ચાહકો સારી રીતે જાણે છે, મુશ્કેલીની શરૂઆત થાય છે સ્ટેટફુલ એપ્સ, એટલે કે ડેટા દ્રઢતા સાથે જેમ કે ડેટાબેસેસ અને કેશ (MySQL, PostgreSQL, Redis, ElasticSearch, Cassandra...). આ બંને સૉફ્ટવેરને લાગુ પડે છે જે સ્વતંત્ર રીતે કોરમ ક્લસ્ટરને લાગુ કરે છે (ઉદાહરણ તરીકે, Percona XtraDB અને Cassandra), અને સૉફ્ટવેર કે જેને અલગ વ્યવસ્થાપન ઉપયોગિતાઓની જરૂર છે (જેમ કે Redis, MySQL, PostgreSQL...).

મુશ્કેલીઓ ઊભી થાય છે કારણ કે સોર્સ કોડ અને સેવા લોંચ કરવાનું હવે પૂરતું નથી - તમારે કેટલાક વધુ પગલાં ભરવાની જરૂર છે. ઓછામાં ઓછા, ડેટાની નકલ કરો અને/અથવા ક્લસ્ટરમાં જોડાઓ. વધુ સ્પષ્ટ રીતે, આ સેવાઓને ડેટાની ખોટ અથવા અસ્થાયી અનુપલબ્ધતા વિના તેમને યોગ્ય રીતે કેવી રીતે માપવા, અપડેટ કરવા અને ફરીથી ગોઠવવા તે સમજવાની જરૂર છે. આ જરૂરિયાતોને ધ્યાનમાં લેવાને "ઓપરેશનલ નોલેજ" કહેવામાં આવે છે.

CoreOS ઓપરેટર્સ

ઓપરેશનલ જ્ઞાનને "પ્રોગ્રામ" કરવા માટે, ગયા વર્ષના અંતમાં CoreOS પ્રોજેક્ટ રજૂઆત કરી કુબરનેટ્સ પ્લેટફોર્મ માટે "સોફ્ટવેરનો નવો વર્ગ" - ઓપરેટર્સ (અંગ્રેજીમાંથી "ઓપરેશન", એટલે કે "ઓપરેશન").

ઓપરેટરો કુબરનેટ્સ (સહિત. સ્ટેટફુલસેટ્સ, નીચે તફાવત જુઓ) DevOps નિષ્ણાતોને એપ્લિકેશન કોડમાં ઓપરેશનલ જ્ઞાન ઉમેરવાની મંજૂરી આપો.

ઓપરેટરનો હેતુ — વપરાશકર્તાને એક API પ્રદાન કરો જે તમને કુબરનેટ્સ ક્લસ્ટરમાં બહુવિધ સ્ટેટફુલ એપ્લિકેશન એન્ટિટીનું સંચાલન કરવાની મંજૂરી આપે છે, હૂડ હેઠળ શું છે તે વિશે વિચાર્યા વિના (કયો ડેટા અને તેની સાથે શું કરવું, ક્લસ્ટરને જાળવવા માટે હજુ પણ કયા આદેશો ચલાવવાની જરૂર છે. ). વાસ્તવમાં, ઑપરેટરને ક્લસ્ટરની અંદર એપ્લિકેશન સાથેના કાર્યને શક્ય તેટલું સરળ બનાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે, જે ઑપરેશનલ કાર્યોના અમલીકરણને સ્વયંસંચાલિત કરે છે જે અગાઉ મેન્યુઅલી હલ કરવાના હતા.

ઓપરેટરો કેવી રીતે કામ કરે છે

પ્રતિકૃતિસેટ્સ કુબરનેટ્સ તમને ચાલી રહેલા પોડ્સની ઇચ્છિત સંખ્યાનો ઉલ્લેખ કરવાની મંજૂરી આપે છે, અને નિયંત્રકો ખાતરી કરે છે કે તેમની સંખ્યા જાળવવામાં આવે છે (પોડ્સ બનાવીને અને કાઢી નાખીને). ઑપરેટર એ જ રીતે કાર્ય કરે છે, પ્રમાણભૂત કુબરનેટ્સ સંસાધન અને નિયંત્રકમાં ઓપરેશનલ જ્ઞાનનો સમૂહ ઉમેરીને જે તમને જરૂરી સંખ્યામાં એપ્લિકેશન એન્ટિટીને સમર્થન આપવા માટે વધારાની ક્રિયાઓ કરવા દે છે.

આ કેવી રીતે અલગ છે સ્ટેટફુલસેટ્સ, એપ્લીકેશનો માટે રચાયેલ છે કે જેને ક્લસ્ટરને સ્ટેટફુલ સ્ત્રોતો જેમ કે ડેટા સ્ટોરેજ અથવા સ્ટેટિક IPs સાથે પ્રદાન કરવાની જરૂર છે? આવી એપ્લિકેશનો માટે, ઓપરેટરો ઉપયોગ કરી શકે છે સ્ટેટફુલસેટ્સ (તેના બદલે પ્રતિકૃતિસેટ્સ) એક આધાર તરીકે, ઓફર વધારાના ઓટોમેશન: ક્રેશના કિસ્સામાં જરૂરી ક્રિયાઓ કરો, બેકઅપ લો, ગોઠવણી અપડેટ કરો વગેરે.

અને તેથી, આ બધું કેવી રીતે કામ કરે છે? ઓપરેટર એક મેનેજર ડિમન છે જે:

1. Kubernetes માં ઇવેન્ટ API પર સબ્સ્ક્રાઇબ કરે છે;
2. તેમાંથી સિસ્ટમ વિશેનો ડેટા મેળવે છે (તેના વિશે પ્રતિકૃતિસેટ્સ, શીંગો, સેવાઓ અને તેથી વધુ.);
3. વિશે ડેટા મેળવે છે તૃતીય પક્ષ સંસાધનો (નીચે ઉદાહરણો જુઓ);
4. દેખાવ/પરિવર્તન પર પ્રતિક્રિયા આપે છે તૃતીય પક્ષ સંસાધનો (ઉદાહરણ તરીકે, કદ બદલવા માટે, સંસ્કરણ બદલો, વગેરે);
5. સિસ્ટમની સ્થિતિમાં ફેરફારો પર પ્રતિક્રિયા આપે છે (તેના વિશે પ્રતિકૃતિસેટ્સ, શીંગો, સેવાઓ અને તેથી વધુ.);
6. સૌથી મહત્વપૂર્ણ:
   1. કુબરનેટસ API ને તેની જરૂર હોય તે બધું બનાવવા માટે કૉલ કરે છે (ફરીથી, તેનું પોતાનું પ્રતિકૃતિસેટ્સ, શીંગો, સેવાઓ...),
   2. કેટલાક જાદુ કરે છે (સરળ બનાવવા માટે, તમે વિચારી શકો છો કે ઓપરેટર પોતે પોડ્સમાં જાય છે અને આદેશોને કૉલ કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ક્લસ્ટરમાં જોડાવા માટે અથવા સંસ્કરણ અપડેટ કરતી વખતે ડેટા ફોર્મેટને અપગ્રેડ કરવા માટે).

વાસ્તવમાં, ચિત્રમાંથી જોઈ શકાય છે તેમ, કુબરનેટ્સમાં એક અલગ એપ્લિકેશન ઉમેરવામાં આવે છે (એક નિયમિત ડિપ્લોયમેન્ટ с પ્રતિકૃતિ સેટ), જેને ઓપરેટર કહેવામાં આવે છે. તે એક સામાન્ય પોડ (સામાન્ય રીતે માત્ર એક) માં રહે છે અને, એક નિયમ તરીકે, તેના માટે જ જવાબદાર છે નામસ્થળ. આ ઓપરેટર એપ્લિકેશન તેના API ને અમલમાં મૂકે છે - જો કે સીધા નહીં, પરંતુ મારફતે તૃતીય પક્ષ સંસાધનો કુબરનેટ્સમાં.

આમ, અમે માં બનાવ્યા પછી નામસ્થળ ઓપરેટર, અમે તેમાં ઉમેરી શકીએ છીએ તૃતીય પક્ષ સંસાધનો.

વગેરે માટે ઉદાહરણ (વિગતો માટે નીચે જુઓ):

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

સ્થિતિસ્થાપક શોધ માટેનું ઉદાહરણ:

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

ઓપરેટરો માટે જરૂરીયાતો

CoreOS એ ઓપરેટર્સ પર કામ કરતી વખતે એન્જિનિયરો દ્વારા મેળવેલી મુખ્ય પેટર્ન તૈયાર કરી હતી. એ હકીકત હોવા છતાં કે બધા ઓપરેટરો વ્યક્તિગત છે (તેની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ અને જરૂરિયાતો સાથે ચોક્કસ એપ્લિકેશન માટે બનાવવામાં આવી છે), તેમની રચના નીચેના આવશ્યકતાઓ લાદતા ફ્રેમવર્ક પર આધારિત હોવી જોઈએ:

1. ઇન્સ્ટોલેશન સિંગલ દ્વારા થવું જોઈએ ડિપ્લોયમેન્ટ: kubectl બનાવો -f SOME_OPERATOR_URL/deployment.yaml - અને વધારાની ક્રિયાઓની જરૂર નથી.
2. Kubernetes માં ઑપરેટરને ઇન્સ્ટોલ કરતી વખતે, નવો તૃતીય-પક્ષ પ્રકાર બનાવવો આવશ્યક છે (થર્ડપાર્ટી રિસોર્સ). એપ્લીકેશન ઇન્સ્ટન્સ (ક્લસ્ટર ઇન્સ્ટન્સ) લોંચ કરવા અને તેમને વધુ મેનેજ કરવા (વર્ઝન અપડેટ કરવા, માપ બદલવાનું વગેરે), વપરાશકર્તા આ પ્રકારનો ઉપયોગ કરશે.
3. જ્યારે પણ શક્ય હોય, તમારે કુબરનેટ્સમાં બનેલા આદિમનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ, જેમ કે સેવાઓ и પ્રતિકૃતિસેટ્સસારી રીતે ચકાસાયેલ અને સમજી શકાય તેવા કોડનો ઉપયોગ કરવા માટે.
4. ઑપરેટર્સની પછાત સુસંગતતા અને વપરાશકર્તા દ્વારા બનાવેલા સંસાધનોના જૂના સંસ્કરણો માટે સમર્થનની જરૂર છે.
5. જો ઑપરેટરને દૂર કરવામાં આવે છે, તો એપ્લિકેશન પોતે ફેરફારો વિના કાર્ય કરવાનું ચાલુ રાખશે.
6. વપરાશકર્તાઓ ઇચ્છિત એપ્લિકેશન સંસ્કરણને વ્યાખ્યાયિત કરવા અને એપ્લિકેશન સંસ્કરણ અપડેટ્સને ઓર્કેસ્ટ્રેટ કરવામાં સક્ષમ હોવા જોઈએ. સૉફ્ટવેર અપડેટ્સનો અભાવ એ ઓપરેશનલ અને સુરક્ષા સમસ્યાઓનો સામાન્ય સ્ત્રોત છે, તેથી ઑપરેટર્સે આ બાબતમાં વપરાશકર્તાઓને મદદ કરવી જોઈએ.
7. કેઓસ મંકી જેવા ટૂલથી ઓપરેટર્સનું પરીક્ષણ કરવું જોઈએ, જે પોડ્સ, કન્ફિગરેશન્સ અને નેટવર્કમાં સંભવિત નિષ્ફળતાને ઓળખે છે.

etcd ઓપરેટર

ઑપરેટર અમલીકરણનું ઉદાહરણ - etcd ઓપરેટર, તૈયાર આ ખ્યાલની જાહેરાતના દિવસે. કોરમ જાળવવાની જરૂરિયાત, ક્લસ્ટર સભ્યપદને પુનઃરૂપરેખાંકિત કરવાની જરૂરિયાત, બેકઅપ બનાવવા વગેરેને કારણે etcd ક્લસ્ટર ગોઠવણી જટિલ હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, etcd ક્લસ્ટરને મેન્યુઅલી સ્કેલિંગ કરવાનો અર્થ એ છે કે તમારે નવા ક્લસ્ટર સભ્ય માટે DNS નામ બનાવવાની જરૂર છે, નવી etcd એન્ટિટી શરૂ કરવી પડશે અને ક્લસ્ટરને નવા સભ્ય વિશે ચેતવણી આપવી પડશે (etcdctl સભ્ય ઉમેરો). ઑપરેટરના કિસ્સામાં, વપરાશકર્તાને ફક્ત ક્લસ્ટરનું કદ બદલવાની જરૂર પડશે - બાકીનું બધું આપમેળે થશે.

અને કારણ કે etcd પણ CoreOS માં બનાવવામાં આવ્યું હતું, તેના ઓપરેટરને પ્રથમ દેખાય તે જોવું તદ્દન તાર્કિક હતું. તે કેવી રીતે કામ કરે છે? ઓપરેટર તર્ક વગેરે ત્રણ ઘટકો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

1. અવલોકન કરો. ઓપરેટર Kubernetes API નો ઉપયોગ કરીને ક્લસ્ટરની સ્થિતિનું નિરીક્ષણ કરે છે.
2. વિશ્લેષણ. વર્તમાન સ્થિતિ અને ઇચ્છિત (વપરાશકર્તા રૂપરેખાંકન દ્વારા વ્યાખ્યાયિત) વચ્ચે તફાવત શોધે છે.
3. ક્રિયા. etcd અને/અથવા Kubernetes સેવા API નો ઉપયોગ કરીને શોધાયેલ તફાવતોને ઉકેલે છે.

આ તર્કને અમલમાં મૂકવા માટે, ઓપરેટરમાં કાર્યો તૈયાર કરવામાં આવ્યા છે બનાવો/નષ્ટ કરો (etcd ક્લસ્ટર સભ્યો બનાવવા અને કાઢી નાખવા) અને માપ બદલો (ક્લસ્ટર સભ્યોની સંખ્યામાં ફેરફાર). નેટફ્લિક્સમાંથી કેઓસ મંકીની સમાનતામાં બનાવેલ ઉપયોગિતાનો ઉપયોગ કરીને તેની કામગીરીની શુદ્ધતા તપાસવામાં આવી હતી, એટલે કે. વગેરે શીંગોને અવ્યવસ્થિત રીતે મારવા.

વગેરેના સંપૂર્ણ સંચાલન માટે, ઓપરેટર વધારાની સુવિધાઓ પ્રદાન કરે છે: બેકઅપ (બૅકઅપ કૉપિઝનું સર્જન વપરાશકર્તાઓ માટે સ્વચાલિત અને અદ્રશ્ય છે - રૂપરેખામાં તે નક્કી કરવા માટે તે પર્યાપ્ત છે કે તેને કેટલી વાર બનાવવી અને કેટલી સંગ્રહિત કરવી - અને તેમાંથી ડેટાની અનુગામી પુનઃસ્થાપના) અને સુધારો (ડાઉનટાઇમ વિના etcd ઇન્સ્ટોલેશન અપડેટ કરવું).

ઑપરેટર સાથે કામ કરવું કેવું દેખાય છે?

$ 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 ઑપરેટરની વર્તમાન સ્થિતિ એ બીટા સંસ્કરણ છે, જેને ચલાવવા માટે કુબરનેટ્સ 1.5.3+ અને etcd 3.0+ ની જરૂર છે. સ્ત્રોત કોડ અને દસ્તાવેજીકરણ (ઉપયોગ માટેની સૂચનાઓ સહિત) પર ઉપલબ્ધ છે GitHub.

CoreOS માંથી અન્ય ઉદાહરણ અમલીકરણ બનાવવામાં આવ્યું છે - પ્રોમિથિયસ ઓપરેટર, પરંતુ તે હજી પણ આલ્ફા સંસ્કરણમાં છે (બધી આયોજિત સુવિધાઓ લાગુ કરવામાં આવી નથી).

સ્થિતિ અને સંભાવનાઓ

કુબરનેટ્સ ઓપરેટર્સની જાહેરાતને 5 મહિના વીતી ગયા છે. સત્તાવાર CoreOS રીપોઝીટરીમાં હજુ પણ માત્ર બે અમલીકરણો ઉપલબ્ધ છે (etcd અને Prometheus માટે). બંને હજુ સુધી તેમના સ્થિર સંસ્કરણો પર પહોંચ્યા નથી, પરંતુ પ્રતિબદ્ધતાઓ દૈનિક ધોરણે અવલોકન કરવામાં આવે છે.

વિકાસકર્તાઓ "એક ભવિષ્યની કલ્પના કરે છે જેમાં વપરાશકર્તાઓ પોસ્ટગ્રેસ ઓપરેટર્સ, કેસાન્ડ્રા ઓપરેટર્સ અથવા રેડિસ ઓપરેટર્સ તેમના કુબરનેટ્સ ક્લસ્ટરો પર ઇન્સ્ટોલ કરે છે અને આ એપ્લિકેશન્સની સ્કેલેબલ એન્ટિટી સાથે કામ કરે છે તેટલી જ સરળતાથી સ્ટેટલેસ વેબ એપ્લિકેશન્સની પ્રતિકૃતિઓ જમાવવી." પ્રથમ તૃતીય પક્ષ વિકાસકર્તાઓના ઓપરેટરો ખરેખર દેખાવાનું શરૂ થયું:

• સ્થિતિસ્થાપક શોધ ઓપરેટર UPMC એન્ટરપ્રાઇઝિસ તરફથી;
• PostgreSQL ઓપરેટર ક્રન્ચી ડેટામાંથી (માર્ચ 2017ના અંતમાં જાહેરાત);
• રુક ઓપરેટર Ceph પર આધારિત વિતરિત ડેટા સ્ટોરેજ સિસ્ટમના લેખકો તરફથી (રૂક આલ્ફા સ્થિતિમાં છે);
• ઓપનસ્ટેક ઓપરેટર્સ SAP CCloud માંથી.

બ્રસેલ્સમાં ફેબ્રુઆરી 2017 માં યોજાયેલી સૌથી મોટી યુરોપિયન ફ્રી સોફ્ટવેર કોન્ફરન્સ FOSDEM માં, CoreOS ના જોશ વૂડે ઓપરેટર્સની જાહેરાત કરી અહેવાલ (એક વિડિયો લિંક પર ઉપલબ્ધ છે!), જે વિશાળ ઓપન સોર્સ સમુદાયમાં આ ખ્યાલની લોકપ્રિયતાના વિકાસમાં ફાળો આપવો જોઈએ.

PS લેખમાં તમારી રુચિ બદલ આભાર! અમારા હબ પર સબ્સ્ક્રાઇબ કરો, જેથી DevOps અને GNU/Linux સિસ્ટમ એડમિનિસ્ટ્રેશન પર નવી સામગ્રી અને વાનગીઓ ચૂકી ન જાય - અમે તેમને નિયમિતપણે પ્રકાશિત કરીશું!

સોર્સ: www.habr.com