कुबेरनेट्स: खुला स्रोत बनाम विक्रेता-विशिष्ट

नमस्ते, मेरा नाम दिमित्री क्रास्नोव है। पाँच वर्षों से अधिक समय से मैं कुबेरनेट्स क्लस्टरों का प्रबंधन कर रहा हूँ और जटिल माइक्रोसर्विस आर्किटेक्चर का निर्माण कर रहा हूँ। इस वर्ष की शुरुआत में, हमने कंटेनरम पर आधारित कुबेरनेट्स क्लस्टर के प्रबंधन के लिए एक सेवा शुरू की। इस अवसर का लाभ उठाते हुए, मैं आपको बताऊंगा कि कुबेरनेट्स क्या है और एक विक्रेता के साथ एकीकरण खुले स्रोत से कैसे भिन्न है।

शुरू करने के लिए, क्या है Kubernetes. यह बड़ी संख्या में होस्ट पर कंटेनरों के प्रबंधन के लिए एक प्रणाली है। वैसे, ग्रीक से इसका अनुवाद "पायलट" या "हेलसमैन" के रूप में किया जाता है। मूल रूप से Google द्वारा विकसित किया गया और फिर क्लाउड नेटिव कंप्यूटिंग फाउंडेशन को प्रौद्योगिकी योगदान के रूप में दान किया गया, जो एक अंतरराष्ट्रीय गैर-लाभकारी संगठन है जो दुनिया के अग्रणी डेवलपर्स, अंतिम उपयोगकर्ताओं और कंटेनर प्रौद्योगिकी प्रदाताओं को एक साथ लाता है।

बड़ी संख्या में कंटेनरों का प्रबंधन करें

अब आइए जानें कि ये किस प्रकार के कंटेनर हैं। यह अपने संपूर्ण वातावरण के साथ एक एप्लिकेशन है - मुख्य रूप से पुस्तकालय जिस पर प्रोग्राम निर्भर करता है। यह सब अभिलेखागार में पैक किया गया है और एक छवि के रूप में प्रस्तुत किया गया है जिसे ऑपरेटिंग सिस्टम, परीक्षण और बहुत कुछ की परवाह किए बिना चलाया जा सकता है। लेकिन एक समस्या है - बड़ी संख्या में मेजबानों पर कंटेनरों का प्रबंधन करना बहुत मुश्किल है। इसीलिए कुबेरनेट्स बनाया गया था।

एक कंटेनर छवि एक एप्लिकेशन और उसकी निर्भरता का प्रतिनिधित्व करती है। एप्लिकेशन, इसकी निर्भरताएं और ओएस फ़ाइल सिस्टम छवि छवि के विभिन्न हिस्सों, तथाकथित परतों में स्थित हैं। परतों को विभिन्न कंटेनरों के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, किसी कंपनी के सभी एप्लिकेशन उबंटू बेस लेयर का उपयोग कर सकते हैं। कंटेनर चलाते समय, होस्ट पर एकल आधार परत की कई प्रतियाँ संग्रहीत करने की आवश्यकता नहीं होती है। यह आपको छवि भंडारण और वितरण को अनुकूलित करने की अनुमति देता है।

जब हम किसी एप्लिकेशन को किसी कंटेनर से चलाना चाहते हैं, तो आवश्यक परतें एक-दूसरे पर आरोपित हो जाती हैं और एक ओवरले फ़ाइल सिस्टम बनता है। शीर्ष पर एक रिकॉर्डिंग परत लगाई जाती है, जिसे कंटेनर रुकने पर हटा दिया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि जब कंटेनर चलता है, तो एप्लिकेशन में हमेशा वही वातावरण होगा, जिसे बदला नहीं जा सकता। यह विभिन्न होस्ट ओएस पर पर्यावरण की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता की गारंटी देता है। चाहे वह उबंटू हो या सेंटओएस, वातावरण हमेशा एक जैसा रहेगा। इसके अलावा, लिनक्स कर्नेल में निर्मित तंत्र का उपयोग करके कंटेनर को होस्ट से अलग किया जाता है। किसी कंटेनर में एप्लिकेशन होस्ट और पड़ोसी कंटेनर की फ़ाइलों, प्रक्रियाओं को नहीं देखते हैं। होस्ट ओएस से एप्लिकेशन का यह अलगाव सुरक्षा की एक अतिरिक्त परत प्रदान करता है।

होस्ट पर कंटेनरों को प्रबंधित करने के लिए कई उपकरण उपलब्ध हैं। उनमें से सबसे लोकप्रिय डॉकर है। यह आपको कंटेनरों का पूरा जीवन चक्र प्रदान करने की अनुमति देता है। हालाँकि, यह केवल एक होस्ट पर काम करता है। यदि आपको कई होस्टों में कंटेनरों का प्रबंधन करने की आवश्यकता है, तो डॉकर इंजीनियरों के लिए जीवन नरक बना सकता है। इसीलिए कुबेरनेट्स बनाया गया था।

कुबेरनेट्स की मांग किसी प्रकार की एकल इकाई के रूप में एकाधिक होस्ट पर कंटेनरों के समूहों को प्रबंधित करने की क्षमता के कारण है। सिस्टम की लोकप्रियता DevOps या डेवलपमेंट ऑपरेशंस बनाने का अवसर प्रदान करती है, जिसमें Kubernetes का उपयोग इसी DevOps की प्रक्रियाओं को चलाने के लिए किया जाता है।

चित्र 1. कुबेरनेट्स कैसे काम करता है इसका योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व

पूर्ण स्वचालन

DevOps मूलतः विकास प्रक्रिया का स्वचालन है। मोटे तौर पर कहें तो, डेवलपर्स कोड लिखते हैं जो रिपॉजिटरी पर अपलोड किया जाता है। फिर इस कोड को स्वचालित रूप से तुरंत सभी पुस्तकालयों के साथ एक कंटेनर में एकत्र किया जा सकता है, परीक्षण किया जा सकता है और अगले चरण - स्टेजिंग, और फिर तुरंत उत्पादन के लिए "रोल आउट" किया जा सकता है।

Kubernetes के साथ मिलकर, DevOps आपको इस प्रक्रिया को स्वचालित करने की अनुमति देता है ताकि यह वस्तुतः डेवलपर्स की भागीदारी के बिना हो। इसके कारण, निर्माण काफी तेज है, क्योंकि डेवलपर को अपने कंप्यूटर पर ऐसा करने की ज़रूरत नहीं है - वह बस कोड का एक टुकड़ा लिखता है, कोड को रिपॉजिटरी में धकेलता है, जिसके बाद पाइपलाइन लॉन्च की जाती है, जिसमें प्रक्रिया शामिल हो सकती है निर्माण, परीक्षण और कार्यान्वयन का। और ऐसा हर कमिट के साथ होता है, इसलिए परीक्षण लगातार होता रहता है।

उसी समय, एक कंटेनर का उपयोग करने से आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि इस कार्यक्रम का संपूर्ण वातावरण ठीक उसी रूप में उत्पादन में जारी किया जाएगा जिस रूप में इसका परीक्षण किया गया था। यानी, ऐसी कोई समस्या नहीं होगी जैसे "परीक्षण में कुछ संस्करण थे, अन्य उत्पादन में थे, लेकिन जब हमने उन्हें स्थापित किया, तो सब कुछ गिर गया।" और चूँकि आज हमारे पास माइक्रोसर्विस आर्किटेक्चर की ओर रुझान है, जब एक विशाल एप्लिकेशन के बजाय सैकड़ों छोटे एप्लिकेशन होते हैं, तो उन्हें मैन्युअल रूप से प्रबंधित करने के लिए, कर्मचारियों के एक विशाल स्टाफ की आवश्यकता होगी। इसलिए हम कुबेरनेट्स का उपयोग करते हैं।

पक्ष-विपक्ष, पक्ष-विपक्ष

यदि हम एक मंच के रूप में कुबेरनेट्स के फायदों के बारे में बात करते हैं, तो माइक्रोसर्विस आर्किटेक्चर के प्रबंधन के दृष्टिकोण से इसके महत्वपूर्ण फायदे हैं।

• अनेक प्रतिकृतियाँ प्रबंधित करना. सबसे महत्वपूर्ण बात एकाधिक होस्टों में कंटेनरों का प्रबंधन करना है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि कंटेनरों में एकाधिक एप्लिकेशन प्रतिकृतियों को एक इकाई के रूप में प्रबंधित करें। इसके कारण, इंजीनियरों को प्रत्येक व्यक्तिगत कंटेनर के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है। यदि कंटेनरों में से एक दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है, तो कुबेरनेट्स इसे देखेगा और इसे फिर से पुनरारंभ करेगा।
• क्लस्टर नेटवर्क. कुबेरनेट्स के पास अपने स्वयं के एड्रेस स्पेस के साथ एक तथाकथित क्लस्टर नेटवर्क भी है। इसके कारण, प्रत्येक पॉड का अपना पता होता है। एक सबपोड को क्लस्टर की न्यूनतम संरचनात्मक इकाई के रूप में समझा जाता है जिसमें कंटेनर सीधे लॉन्च किए जाते हैं। इसके अलावा, कुबेरनेट्स में ऐसी कार्यक्षमता है जो लोड बैलेंसर और सर्विस डिस्कवरी को जोड़ती है। यह आपको मैन्युअल आईपी एड्रेस प्रबंधन से छुटकारा पाने और इस कार्य को कुबेरनेट्स को सौंपने की अनुमति देता है। और स्वचालित स्वास्थ्य जांच से समस्याओं का पता लगाने और ट्रैफ़िक को कार्यशील पॉड्स पर पुनर्निर्देशित करने में मदद मिलेगी।
• विन्यास प्रबंधन। बड़ी संख्या में एप्लिकेशन प्रबंधित करते समय एप्लिकेशन कॉन्फ़िगरेशन प्रबंधित करना कठिन हो जाता है। इस उद्देश्य के लिए, कुबेरनेट्स के पास विशेष कॉन्फ़िगमैप संसाधन हैं। वे आपको कॉन्फ़िगरेशन को केंद्रीय रूप से संग्रहीत करने और एप्लिकेशन चलाते समय उन्हें पॉड्स में प्रदर्शित करने की अनुमति देते हैं। यह तंत्र हमें कम से कम दस या सौ एप्लिकेशन प्रतिकृतियों में कॉन्फ़िगरेशन की स्थिरता की गारंटी देने की अनुमति देता है।
• लगातार वॉल्यूम. कंटेनर स्वाभाविक रूप से अपरिवर्तनीय हैं और जब कंटेनर बंद हो जाता है, तो फ़ाइल सिस्टम पर लिखा गया सभी डेटा नष्ट हो जाएगा। लेकिन कुछ एप्लिकेशन डेटा को सीधे डिस्क पर संग्रहीत करते हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, कुबेरनेट्स के पास एक डिस्क भंडारण प्रबंधन कार्यक्षमता है - पर्सिस्टेंट वॉल्यूम। यह तंत्र डेटा के लिए बाहरी भंडारण का उपयोग करता है और लगातार भंडारण, ब्लॉक या फ़ाइल को कंटेनरों में स्थानांतरित कर सकता है। यह समाधान आपको श्रमिकों से अलग डेटा संग्रहीत करने की अनुमति देता है, जो समान श्रमिकों के खराब होने पर उन्हें बचाता है।
• भार संतुलन। भले ही कुबेरनेट्स में हम परिनियोजन, स्टेटफुलसेट आदि जैसी अमूर्त संस्थाओं का प्रबंधन करते हैं, अंततः कंटेनर नियमित वर्चुअल मशीन या हार्डवेयर सर्वर पर चलते हैं। वे परिपूर्ण नहीं हैं और किसी भी समय गिर सकते हैं। कुबेरनेट्स इसे देखेगा और आंतरिक ट्रैफ़िक को अन्य प्रतिकृतियों पर पुनर्निर्देशित करेगा। लेकिन बाहर से आने वाले ट्रैफिक का क्या करें? यदि आप ट्रैफ़िक को किसी एक कर्मचारी की ओर निर्देशित करते हैं, और यदि वह दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है, तो सेवा अनुपलब्ध हो जाएगी। इस समस्या को हल करने के लिए, कुबेरनेट्स के पास लोड बैलेंसर जैसी सेवाएँ हैं। वे क्लस्टर में सभी श्रमिकों के लिए बाहरी क्लाउड बैलेंसर को स्वचालित रूप से कॉन्फ़िगर करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। यह बाहरी बैलेंसर बाहरी ट्रैफ़िक को श्रमिकों तक निर्देशित करता है और उनकी स्थिति पर स्वयं नज़र रखता है। यदि एक या अधिक कर्मचारी अनुपलब्ध हो जाते हैं, तो ट्रैफ़िक दूसरों पर पुनर्निर्देशित हो जाता है। यह आपको Kubernetes का उपयोग करके अत्यधिक उपलब्ध सेवाएँ बनाने की अनुमति देता है।

माइक्रोसर्विस आर्किटेक्चर चलाते समय कुबेरनेट्स सबसे अच्छा काम करता है। प्रणाली को शास्त्रीय वास्तुकला में लागू करना संभव है, लेकिन यह व्यर्थ है। यदि कोई एप्लिकेशन एकाधिक प्रतिकृतियों पर नहीं चल सकता है, तो इससे क्या फर्क पड़ता है - कुबेरनेट्स में या नहीं?

ओपन सोर्स कुबेरनेट्स

ओपन सोर्स कुबेरनेट्स एक बेहतरीन चीज़ है: मैंने इसे इंस्टॉल किया और यह काम करता है। आप इसे अपने स्वयं के हार्डवेयर सर्वर पर, अपने स्वयं के बुनियादी ढांचे पर तैनात कर सकते हैं, मास्टर्स और वर्कर्स स्थापित कर सकते हैं जिन पर सभी एप्लिकेशन चलेंगे। और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह सब मुफ़्त है। हालाँकि, बारीकियाँ हैं।

• सबसे पहले प्रशासकों और इंजीनियरों के ज्ञान और अनुभव की मांग है जो इन सभी को तैनात और समर्थन करेंगे। चूंकि क्लाइंट को क्लस्टर में कार्रवाई की पूर्ण स्वतंत्रता प्राप्त होती है, इसलिए वह क्लस्टर के प्रदर्शन के लिए स्वयं जिम्मेदार होता है। और यहां सब कुछ तोड़ना बहुत आसान है।
• दूसरा एकीकरण की कमी है. यदि आप लोकप्रिय वर्चुअलाइजेशन प्लेटफॉर्म के बिना कुबेरनेट्स चलाते हैं, तो आपको प्रोग्राम के सभी लाभ नहीं मिलेंगे। जैसे परसिस्टेंट वॉल्यूम और लोड बैलेंसर सेवाओं का उपयोग करना।

चित्र 2. K8s वास्तुकला

विक्रेता से कुबेरनेट्स

क्लाउड प्रदाता के साथ एकीकरण दो विकल्प प्रदान करता है:

• सबसे पहले, एक व्यक्ति बस "क्लस्टर बनाएं" बटन पर क्लिक कर सकता है और क्लस्टर को पहले से ही कॉन्फ़िगर और उपयोग के लिए तैयार कर सकता है।
• दूसरे, विक्रेता स्वयं क्लस्टर स्थापित करता है और क्लाउड के साथ एकीकरण स्थापित करता है।

यहाँ ऐसा कैसे होता है. क्लस्टर शुरू करने वाला इंजीनियर निर्दिष्ट करता है कि उसे कितने श्रमिकों की आवश्यकता है और किन मापदंडों के साथ (उदाहरण के लिए, 5 कर्मचारी, प्रत्येक 10 सीपीयू, 16 जीबी रैम और, कहें, 100 जीबी डिस्क के साथ)। जिसके बाद यह पहले से बने क्लस्टर तक पहुंच प्राप्त कर लेता है। इस मामले में, जिन श्रमिकों पर लोड लॉन्च किया गया है, वे पूरी तरह से क्लाइंट को स्थानांतरित कर दिए जाते हैं, लेकिन संपूर्ण प्रबंधन विमान विक्रेता की ज़िम्मेदारी में रहता है (यदि सेवा प्रबंधित सेवा मॉडल के अनुसार प्रदान की जाती है)।

हालाँकि, इस योजना की अपनी कमियाँ हैं। इस तथ्य के कारण कि प्रबंधन विमान विक्रेता के पास रहता है, विक्रेता ग्राहक को पूर्ण पहुंच नहीं देता है, और इससे कुबेरनेट्स के साथ काम करने में लचीलापन कम हो जाता है। कभी-कभी ऐसा होता है कि कोई ग्राहक कुबेरनेट्स में कुछ विशिष्ट कार्यक्षमता जोड़ना चाहता है, उदाहरण के लिए, एलडीएपी के माध्यम से प्रमाणीकरण, लेकिन प्रबंधन विमान कॉन्फ़िगरेशन इसकी अनुमति नहीं देता है।

चित्र 3. क्लाउड प्रदाता से कुबेरनेट्स क्लस्टर का उदाहरण

क्या चुनें: खुला स्रोत या विक्रेता

तो, क्या कुबेरनेट्स खुला स्रोत या विक्रेता विशिष्ट है? यदि हम ओपन सोर्स कुबेरनेट्स लेते हैं, तो उपयोगकर्ता इसके साथ वही करता है जो वह चाहता है। लेकिन अपने ही पैर पर कुल्हाड़ी मारने की बहुत अधिक संभावना है। विक्रेता के साथ यह अधिक कठिन है, क्योंकि सब कुछ कंपनी के लिए सोचा और कॉन्फ़िगर किया गया है। ओपन सोर्स कुबेरनेट्स का सबसे बड़ा नुकसान विशेषज्ञों की आवश्यकता है। विक्रेता विकल्प के साथ, कंपनी इस सिरदर्द से मुक्त हो जाती है, लेकिन उसे यह तय करना होगा कि वह अपने विशेषज्ञों को भुगतान करे या विक्रेता को।

खैर, फायदे तो स्पष्ट हैं ही, नुकसान भी ज्ञात हैं। एक बात स्थिर है: कुबेरनेट्स कई कंटेनरों के प्रबंधन को स्वचालित करके कई समस्याओं का समाधान करता है। और किसे चुनना है, ओपन सोर्स या विक्रेता - हर कोई अपना निर्णय स्वयं करता है।

यह लेख #CloudMTS प्रदाता की कंटेनरम सेवा के प्रमुख वास्तुकार दिमित्री क्रास्नोव द्वारा तैयार किया गया था।

स्रोत: www.habr.com