कुबेरनेट्स 1.16: मुख्य नवाचारों का अवलोकन

आज, बुधवार, जगह ले जाएगा कुबेरनेट्स की अगली रिलीज - 1.16. हमारे ब्लॉग के लिए विकसित हुई परंपरा के अनुसार, यह दसवीं वर्षगांठ का समय है जब हम नए संस्करण में सबसे महत्वपूर्ण बदलावों के बारे में बात कर रहे हैं।

इस सामग्री को तैयार करने के लिए उपयोग की गई जानकारी से ली गई है कुबेरनेट्स एन्हांसमेंट ट्रैकिंग टेबल, चेंजलॉग-1.16 और संबंधित मुद्दे, पुल अनुरोध, और कुबेरनेट्स एन्हांसमेंट प्रस्ताव (केईपी)। तो चलते हैं!..

नोड्स

K8s क्लस्टर नोड्स (क्यूबलेट) के पक्ष में वास्तव में बड़ी संख्या में उल्लेखनीय नवाचार (अल्फा संस्करण स्थिति में) प्रस्तुत किए गए हैं।

सबसे पहले, तथाकथित «अल्पकालिक कंटेनर» (क्षणिक कंटेनर), पॉड्स में डिबगिंग प्रक्रियाओं को सरल बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया. नया तंत्र आपको विशेष कंटेनर लॉन्च करने की अनुमति देता है जो मौजूदा पॉड्स के नेमस्पेस में शुरू होते हैं और थोड़े समय के लिए रहते हैं। उनका उद्देश्य किसी भी समस्या को हल करने और डीबग करने के लिए अन्य पॉड्स और कंटेनरों के साथ बातचीत करना है। इस फीचर के लिए एक नया कमांड लागू किया गया है kubectl debug, सार रूप में समान kubectl exec: केवल एक कंटेनर में एक प्रक्रिया चलाने के बजाय (जैसे कि) exec) यह एक पॉड में एक कंटेनर लॉन्च करता है। उदाहरण के लिए, यह कमांड एक नए कंटेनर को पॉड से कनेक्ट करेगा:

kubectl debug -c debug-shell --image=debian target-pod -- bash

अल्पकालिक कंटेनरों (और उनके उपयोग के उदाहरण) के बारे में विवरण यहां पाया जा सकता है संगत केईपी. वर्तमान कार्यान्वयन (K8s 1.16 में) एक अल्फा संस्करण है, और बीटा संस्करण में इसके स्थानांतरण के मानदंडों में से एक है "[कुबेरनेट्स] के कम से कम 2 रिलीज के लिए क्षणिक कंटेनर एपीआई का परीक्षण करना।"

NB: इसके सार और यहां तक ​​कि इसके नाम में, यह सुविधा पहले से मौजूद प्लगइन से मिलती जुलती है kubectl-डीबगजिसके बारे में हम पहले ही लिखा है. यह उम्मीद की जाती है कि अल्पकालिक कंटेनरों के आगमन के साथ, एक अलग बाहरी प्लगइन का विकास बंद हो जाएगा।

एक और नवीनता - PodOverhead - प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया पॉड्स के लिए ओवरहेड लागत की गणना के लिए तंत्र, जो उपयोग किए गए रनटाइम के आधार पर काफी भिन्न हो सकता है। उदाहरण के तौर पर, लेखक यह के.ई.पी परिणामस्वरूप काटा कंटेनर बनते हैं, जिसके लिए अतिथि कर्नेल, काटा एजेंट, इनिट सिस्टम आदि को चलाने की आवश्यकता होती है। जब ओवरहेड इतना बड़ा हो जाता है, तो इसे नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है, जिसका मतलब है कि आगे के कोटा, योजना आदि के लिए इसे ध्यान में रखने का एक तरीका होना चाहिए। इसे लागू करने के लिए PodSpec फ़ील्ड जोड़ा गया Overhead *ResourceList (डेटा के साथ तुलना करता है RuntimeClass, यदि एक का उपयोग किया जाता है)।

एक और उल्लेखनीय नवाचार है नोड टोपोलॉजी प्रबंधक (नोड टोपोलॉजी प्रबंधक), कुबेरनेट्स में विभिन्न घटकों के लिए हार्डवेयर संसाधनों के आवंटन को ठीक करने के दृष्टिकोण को एकीकृत करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह पहल उच्च-प्रदर्शन समानांतर कंप्यूटिंग और संचालन के निष्पादन में देरी को कम करने के लिए विभिन्न आधुनिक प्रणालियों (दूरसंचार, मशीन लर्निंग, वित्तीय सेवाओं आदि के क्षेत्र से) की बढ़ती आवश्यकता से प्रेरित है, जिसके लिए वे उन्नत सीपीयू का उपयोग करते हैं और हार्डवेयर त्वरण क्षमताएँ। कुबेरनेट्स में इस तरह के अनुकूलन अब तक अलग-अलग घटकों (सीपीयू मैनेजर, डिवाइस मैनेजर, सीएनआई) की बदौलत हासिल किए गए हैं, और अब उनमें एक एकल आंतरिक इंटरफ़ेस जोड़ा जाएगा जो दृष्टिकोण को एकीकृत करता है और नए समान - तथाकथित टोपोलॉजी- के कनेक्शन को सरल बनाता है। जागरूक - क्यूबलेट पक्ष पर घटक। विवरण - में संगत केईपी.

टोपोलॉजी प्रबंधक घटक आरेख

अगली विशेषता - कंटेनरों के चलने के दौरान उनकी जाँच करना (स्टार्टअप जांच). जैसा कि आप जानते हैं, जिन कंटेनरों को लॉन्च होने में लंबा समय लगता है, उनके लिए अद्यतन स्थिति प्राप्त करना मुश्किल होता है: वे या तो वास्तव में काम करना शुरू करने से पहले "मारे" जाते हैं, या वे लंबे समय तक गतिरोध में रहते हैं। नया चेक (फ़ीचर गेट के माध्यम से सक्षम) कहा जाता है StartupProbeEnabled) किसी भी अन्य जांच के प्रभाव को रद्द कर देता है - या यों कहें कि स्थगित कर देता है, जब तक कि पॉड चलना समाप्त न हो जाए। इसी कारण से, इस सुविधा को मूल रूप से बुलाया गया था पॉड-स्टार्टअप लाइवनेस-प्रोब होल्डऑफ़. उन पॉड्स के लिए जिन्हें शुरू होने में लंबा समय लगता है, आप अपेक्षाकृत कम समय अंतराल में राज्य का सर्वेक्षण कर सकते हैं।

इसके अलावा, रनटाइमक्लास के लिए एक सुधार बीटा स्थिति में तुरंत उपलब्ध है, जिसमें "विषम क्लस्टर" के लिए समर्थन जोड़ा गया है। सी रनटाइमक्लास शेड्यूलिंग अब प्रत्येक नोड के लिए प्रत्येक रनटाइमक्लास के लिए समर्थन होना बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है: पॉड्स के लिए आप क्लस्टर टोपोलॉजी के बारे में सोचे बिना एक रनटाइमक्लास का चयन कर सकते हैं। पहले, इसे प्राप्त करने के लिए - ताकि पॉड्स अपनी ज़रूरत की हर चीज़ के लिए समर्थन के साथ नोड्स पर समाप्त हो जाएं - नोडसेलेक्टर और सहनशीलता के लिए उचित नियम निर्दिष्ट करना आवश्यक था। में KEP यह उपयोग के उदाहरणों और निश्चित रूप से, कार्यान्वयन विवरण के बारे में बात करता है।

Сеть

कुबेरनेट्स 1.16 में पहली बार (अल्फा संस्करण में) दिखाई देने वाली दो महत्वपूर्ण नेटवर्किंग विशेषताएं हैं:

• Поддержка डुअल नेटवर्क स्टैक - IPv4/IPv6 - और पॉड्स, नोड्स, सेवाओं के स्तर पर इसकी संबंधित "समझ"। इसमें पॉड्स के बीच आईपीवी4-टू-आईपीवी4 और आईपीवी6-टू-आईपीवी6 इंटरऑपरेबिलिटी, पॉड्स से बाहरी सेवाओं तक, संदर्भ कार्यान्वयन (ब्रिज सीएनआई, पीटीपी सीएनआई और होस्ट-लोकल आईपीएएम प्लगइन्स के भीतर), साथ ही कुबेरनेट्स क्लस्टर के साथ रिवर्स संगत शामिल है। केवल IPv4 या IPv6. कार्यान्वयन विवरण अंदर हैं KEP.

  पॉड्स की सूची में दो प्रकार (आईपीवी4 और आईपीवी6) के आईपी पते प्रदर्शित करने का एक उदाहरण:

  kube-master# kubectl get pods -o wide
  NAME               READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP                          NODE
  nginx-controller   1/1       Running   0          20m       fd00:db8:1::2,192.168.1.3   kube-minion-1
  kube-master#

• एंडपॉइंट के लिए नई एपीआई - एंडपॉइंटस्लाइस एपीआई. यह मौजूदा एंडपॉइंट एपीआई के प्रदर्शन/स्केलेबिलिटी मुद्दों को हल करता है जो कंट्रोल-प्लेन (एपिसर्वर, आदि, एंडपॉइंट-कंट्रोलर, क्यूब-प्रॉक्सी) में विभिन्न घटकों को प्रभावित करता है। नया एपीआई डिस्कवरी एपीआई समूह में जोड़ा जाएगा और हजारों नोड्स वाले क्लस्टर में प्रत्येक सेवा पर हजारों बैकएंड एंडपॉइंट्स की सेवा करने में सक्षम होगा। ऐसा करने के लिए, प्रत्येक सेवा को एन ऑब्जेक्ट पर मैप किया जाता है EndpointSlice, जिनमें से प्रत्येक में डिफ़ॉल्ट रूप से 100 से अधिक समापन बिंदु नहीं हैं (मान कॉन्फ़िगर करने योग्य है)। एंडपॉइंटस्लाइस एपीआई इसके भविष्य के विकास के लिए अवसर भी प्रदान करेगा: प्रत्येक पॉड के लिए कई आईपी पते के लिए समर्थन, एंडपॉइंट के लिए नए राज्य (न केवल) Ready и NotReady), समापन बिंदुओं के लिए गतिशील सबसेटिंग।

अंतिम रिलीज़ में प्रस्तुत किया गया बीटा संस्करण तक पहुँच गया है अंतिम रूप देनेवाला, नामित service.kubernetes.io/load-balancer-cleanup और प्रत्येक सेवा के साथ प्रकार सहित संलग्न है LoadBalancer. ऐसी सेवा को हटाते समय, यह संसाधन के वास्तविक विलोपन को तब तक रोकता है जब तक कि सभी प्रासंगिक बैलेंसर संसाधनों की "सफाई" पूरी नहीं हो जाती।

एपीआई मशीनरी

वास्तविक "स्थिरीकरण मील का पत्थर" कुबेरनेट्स एपीआई सर्वर और इसके साथ बातचीत के क्षेत्र में है। ऐसा काफी हद तक धन्यवाद के कारण हुआ उन लोगों को स्थिर स्थिति में स्थानांतरित करना जिन्हें विशेष परिचय की आवश्यकता नहीं है कस्टमसंसाधनपरिभाषाएँ (सीआरडी), जिसे कुबेरनेट्स 1.7 के दूर के दिनों से बीटा स्थिति प्राप्त है (और यह जून 2017 है!)। संबंधित सुविधाओं में भी वही स्थिरीकरण आया:

• "उपसंसाधन" साथ /status и /scale कस्टमसंसाधनों के लिए;
• परिवर्तन बाहरी वेबहुक पर आधारित सीआरडी के लिए संस्करण;
• हाल ही में प्रस्तुत किया गया (K8s 1.15 में) डिफ़ॉल्ट मान (डिफ़ॉल्ट) और स्वचालित फ़ील्ड निष्कासन (छंटाई) कस्टमसंसाधनों के लिए;
• अवसर सर्वर साइड पर CRD संसाधनों को मान्य करने के लिए OpenAPI दस्तावेज़ बनाने और प्रकाशित करने के लिए OpenAPI v3 स्कीमा का उपयोग करना।

एक अन्य तंत्र जो लंबे समय से कुबेरनेट्स प्रशासकों से परिचित हो गया है: प्रवेश वेबहुक - लंबे समय तक बीटा स्थिति में भी रहा (K8s 1.9 के बाद से) और अब इसे स्थिर घोषित किया गया है।

दो अन्य सुविधाएँ बीटा तक पहुँच गई हैं: सर्वर-साइड लागू करें и बुकमार्क देखें.

और अल्फ़ा संस्करण में एकमात्र महत्वपूर्ण नवाचार था विफलता से SelfLink - एक विशेष यूआरआई निर्दिष्ट वस्तु का प्रतिनिधित्व करता है और इसका हिस्सा है ObjectMeta и ListMeta (अर्थात् कुबेरनेट्स में किसी वस्तु का भाग)। वे इसे क्यों छोड़ रहे हैं? सरल तरीके से प्रेरणा आवाज़ इस क्षेत्र के अभी भी अस्तित्व में होने के वास्तविक (भारी) कारणों की अनुपस्थिति के रूप में। अधिक औपचारिक कारण प्रदर्शन को अनुकूलित करना (अनावश्यक फ़ील्ड को हटाकर) और जेनेरिक-एपिसर्वर के काम को सरल बनाना है, जिसे ऐसे फ़ील्ड को एक विशेष तरीके से संभालने के लिए मजबूर किया जाता है (यह एकमात्र फ़ील्ड है जो ऑब्जेक्ट के ठीक पहले सेट किया गया है) क्रमबद्ध है)। वास्तविक अप्रचलन (बीटा के भीतर) SelfLink कुबेरनेट्स संस्करण 1.20, और अंतिम - 1.21 द्वारा होगा।

डेटा भंडारण

भंडारण के क्षेत्र में मुख्य कार्य, पिछले रिलीज की तरह, क्षेत्र में मनाया जाता है सीएसआई समर्थन. यहाँ मुख्य परिवर्तन थे:

• पहली बार (अल्फ़ा संस्करण में) दिखाई दिया विंडोज़ वर्कर नोड्स के लिए सीएसआई प्लगइन समर्थन: स्टोरेज के साथ काम करने का वर्तमान तरीका पावरशेल पर आधारित माइक्रोसॉफ्ट के कुबेरनेट्स कोर और फ्लेक्सवॉल्यूम प्लगइन्स में इन-ट्री प्लगइन्स को भी बदल देगा;

  
  विंडोज़ के लिए कुबेरनेट्स में सीएसआई प्लगइन्स लागू करने की योजना

• अवसर सीएसआई वॉल्यूम का आकार बदलना, K8s 1.12 में वापस पेश किया गया, बीटा संस्करण में विकसित हो गया है;
• एक समान "पदोन्नति" (अल्फा से बीटा तक) स्थानीय अल्पकालिक वॉल्यूम बनाने के लिए सीएसआई का उपयोग करने की क्षमता द्वारा हासिल की गई थी (सीएसआई इनलाइन वॉल्यूम समर्थन).

कुबेरनेट्स के पिछले संस्करण में प्रस्तुत किया गया वॉल्यूम क्लोनिंग फ़ंक्शन (मौजूदा पीवीसी का उपयोग करके DataSource नई पीवीसी बनाने के लिए) को भी अब बीटा स्थिति प्राप्त हो गई है।

समयबद्धक

शेड्यूलिंग में दो उल्लेखनीय परिवर्तन (दोनों अल्फ़ा में):

• EvenPodsSpreading - अवसर भार के "उचित वितरण" के लिए तार्किक अनुप्रयोग इकाइयों के बजाय पॉड्स का उपयोग करें (परिनियोजन और रेप्लिकासेट की तरह) और इस वितरण को समायोजित करना (एक कठिन आवश्यकता के रूप में या एक नरम स्थिति, यानी प्राथमिकता के रूप में)। यह सुविधा नियोजित पॉड्स की मौजूदा वितरण क्षमताओं का विस्तार करेगी, जो वर्तमान में विकल्पों द्वारा सीमित है PodAffinity и PodAntiAffinity, प्रशासकों को इस मामले में बेहतर नियंत्रण देना, जिसका अर्थ है बेहतर उच्च उपलब्धता और अनुकूलित संसाधन खपत। विवरण - में KEP.
• उपयोग बेस्टफ़िट नीति в अनुरोधितToCapacityRatio प्राथमिकता फ़ंक्शन पॉड योजना के दौरान, जो अनुमति देगा लागू बिन पैकिंग ("कंटेनरों में पैकिंग") बुनियादी संसाधनों (प्रोसेसर, मेमोरी) और विस्तारित संसाधनों (जैसे जीपीयू) दोनों के लिए। अधिक जानकारी के लिए देखें KEP.

  
  शेड्यूलिंग पॉड्स: सर्वोत्तम फिट नीति का उपयोग करने से पहले (सीधे डिफ़ॉल्ट शेड्यूलर के माध्यम से) और इसके उपयोग के साथ (शेड्यूलर एक्सटेंडर के माध्यम से)

इसके अलावा, द्वारा प्रतिनिधित्व किया मुख्य कुबेरनेट्स डेवलपमेंट ट्री (आउट-ऑफ़-ट्री) के बाहर अपने स्वयं के शेड्यूलर प्लगइन्स बनाने की क्षमता।

अन्य परिवर्तन

कुबेरनेट्स 1.16 रिलीज़ में भी इसे नोट किया जा सकता है के लिए पहल लाना पूर्ण क्रम में उपलब्ध मेट्रिक्स, या अधिक सटीक रूप से, के अनुसार आधिकारिक नियम K8s इंस्ट्रुमेंटेशन के लिए. वे काफी हद तक संगत पर भरोसा करते हैं प्रोमेथियस दस्तावेज़ीकरण. विभिन्न कारणों से विसंगतियाँ उत्पन्न हुईं (उदाहरण के लिए, कुछ मेट्रिक्स वर्तमान निर्देशों के सामने आने से पहले ही बनाए गए थे), और डेवलपर्स ने फैसला किया कि अब सब कुछ एक ही मानक पर लाने का समय आ गया है, "प्रोमेथियस पारिस्थितिकी तंत्र के बाकी हिस्सों के अनुरूप।" इस पहल का वर्तमान कार्यान्वयन अल्फा स्थिति में है, जिसे कुबेरनेट्स के बाद के संस्करणों में बीटा (1.17) और स्थिर (1.18) में उत्तरोत्तर बढ़ावा दिया जाएगा।

इसके अतिरिक्त, निम्नलिखित परिवर्तनों पर ध्यान दिया जा सकता है:

• विंडोज़ विकास का समर्थन करता है с उपस्थिति इस OS (अल्फा संस्करण) के लिए Kubeadm उपयोगिताएँ, अवसर RunAsUserName विंडोज़ कंटेनरों के लिए (अल्फ़ा संस्करण), सुधार समूह प्रबंधित सेवा खाता (जीएमएसए) बीटा संस्करण तक समर्थन करता है, सहयोग vSphere वॉल्यूम के लिए माउंट/अटैच करें।
• पुनर्नवीनीकरण एपीआई प्रतिक्रियाओं में डेटा संपीड़न तंत्र. पहले, इन उद्देश्यों के लिए एक HTTP फ़िल्टर का उपयोग किया जाता था, जिसने कई प्रतिबंध लगाए जो इसे डिफ़ॉल्ट रूप से सक्षम होने से रोकते थे। "पारदर्शी अनुरोध संपीड़न" अब काम करता है: ग्राहक भेज रहे हैं Accept-Encoding: gzip हेडर में, यदि इसका आकार 128 KB से अधिक है तो उन्हें GZIP-संपीड़ित प्रतिक्रिया प्राप्त होती है। गो क्लाइंट स्वचालित रूप से संपीड़न (आवश्यक हेडर भेजना) का समर्थन करते हैं, इसलिए वे तुरंत ट्रैफ़िक में कमी देखेंगे। (अन्य भाषाओं के लिए थोड़े संशोधन की आवश्यकता हो सकती है।)
• संभव हो गया बाहरी मेट्रिक्स के आधार पर एचपीए को शून्य पॉड से स्केल करना. यदि आप ऑब्जेक्ट/बाहरी मेट्रिक्स के आधार पर स्केल करते हैं, तो जब कार्यभार निष्क्रिय होता है तो आप संसाधनों को बचाने के लिए स्वचालित रूप से 0 प्रतिकृतियों तक स्केल कर सकते हैं। यह सुविधा उन मामलों के लिए विशेष रूप से उपयोगी होनी चाहिए जहां कर्मचारी GPU संसाधनों का अनुरोध करते हैं, और विभिन्न प्रकार के निष्क्रिय श्रमिकों की संख्या उपलब्ध GPU की संख्या से अधिक है।
• नए ग्राहक - k8s.io/client-go/metadata.Client - वस्तुओं तक "सामान्यीकृत" पहुंच के लिए। इसे मेटाडेटा (यानी उपधारा) को आसानी से पुनर्प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है metadata) क्लस्टर संसाधनों से और उनके साथ कचरा संग्रहण और कोटा संचालन करें।
• कुबेरनेट्स बनाएँ अब कर सकते हैं विरासत के बिना ("अंतर्निहित" इन-ट्री) क्लाउड प्रदाता (अल्फा संस्करण)।
• Kubeadm उपयोगिता के लिए जोड़ा संचालन के दौरान अनुकूलित पैच लागू करने की प्रयोगात्मक (अल्फा संस्करण) क्षमता init, join и upgrade. झंडे का उपयोग कैसे करें इसके बारे में और जानें --experimental-kustomize, अन्दर देखें KEP.
• एपिसर्वर के लिए नया समापन बिंदु - readyz, - आपको इसकी तैयारी के बारे में जानकारी निर्यात करने की अनुमति देता है। एपीआई सर्वर में अब एक ध्वज भी है --maximum-startup-sequence-duration, आपको इसके पुनरारंभ को विनियमित करने की अनुमति देता है।
• दो Azure के लिए सुविधाएँ स्थिर घोषित: समर्थन उपलब्धता क्षेत्र (उपलब्धता क्षेत्र) और क्रॉस संसाधन समूह (आरजी)। इसके अलावा, Azure ने जोड़ा है:
  • प्रमाणीकरण समर्थन एएडी और एडीएफएस;
  • अमूर्त service.beta.kubernetes.io/azure-pip-name लोड बैलेंसर का सार्वजनिक आईपी निर्दिष्ट करने के लिए;
  • अवसर настройки LoadBalancerName и LoadBalancerResourceGroup.
• AWS के पास अब है समर्थन विंडोज़ पर ईबीएस के लिए और अनुकूलित EC2 एपीआई कॉल DescribeInstances.
• Kubeadm अब स्वतंत्र है माइग्रेट करती है CoreDNS संस्करण को अपग्रेड करते समय CoreDNS कॉन्फ़िगरेशन।
• बाइनरी इत्यादि संबंधित डॉकर छवि में कर चुके हैं विश्व-निष्पादन योग्य, जो आपको रूट अधिकारों की आवश्यकता के बिना इस छवि को चलाने की अनुमति देता है। इसके अलावा, इत्यादि माइग्रेशन छवि रह गए हैं आदिd2 संस्करण समर्थन।
• В क्लस्टर ऑटोस्केलर 1.16.0 आधार छवि के रूप में डिस्ट्रोलेस का उपयोग करना शुरू किया, प्रदर्शन में सुधार किया, नए क्लाउड प्रदाता (डिजिटलओशन, मैग्नम, पैकेट) जोड़े।
• प्रयुक्त/आश्रित सॉफ़्टवेयर में अद्यतन: गो 1.12.9, आदि 3.3.15, CoreDNS 1.6.2।

पुनश्च

हमारे ब्लॉग पर भी पढ़ें:

• «कुबेरनेट्स 1.15: मुख्य नवाचारों का अवलोकन";
• «कुबेरनेट्स 1.14: मुख्य नवाचारों का अवलोकन";
• «कुबेरनेट्स 1.13: मुख्य नवाचारों का अवलोकन";
• «कुबेरनेट्स 1.12: मुख्य नवाचारों का अवलोकन'.

स्रोत: www.habr.com