כלים למפתחי אפליקציות הפועלות על Kubernetes

גישה מודרנית לתפעול פותרת בעיות עסקיות דוחקות רבות. מיכלים ומתזמרים מקלים על קנה מידה של פרויקטים בכל מורכבות, מפשטים את השחרור של גרסאות חדשות, הופכים אותם לאמינים יותר, אך יחד עם זאת הם יוצרים בעיות נוספות עבור מפתחים. למתכנת, קודם כל, אכפת מהקוד שלו: ארכיטקטורה, איכות, ביצועים, אלגנטיות - ולא איך זה יעבוד ב-Kubernetes ואיך לבדוק ולבצע ניפוי באגים אחרי ביצוע שינויים אפילו מינימליים. לכן, זה גם די טבעי שכלים עבור Kubernetes מפותחים באופן פעיל, שעוזרים לפתור את הבעיות אפילו של המפתחים ה"ארכאיים" ביותר ומאפשרים להם להתמקד בדבר העיקרי.

סקירה זו מספקת מידע קצר על כמה מהכלים שמקלים על החיים למתכנת שהקוד שלו פועל ב-pod'ax של אשכול Kubernetes.

עוזרים פשוטים

Kubectl-debug

• בשורה התחתונה: הוסף את המיכל שלך לפוד וראה מה קורה בו.
• GitHub.
• סטטיסטיקה קצרה של GH: 715 כוכבים, 54 התחייבויות, 9 תורמים.
• שפה: לך.
• רישיון: Apache License 2.0.

תוסף זה עבור kubectl מאפשר לך ליצור קונטיינר נוסף בתוך הפוד המעניין, אשר ישתף את מרחב השמות של התהליך עם קונטיינרים אחרים. בו אתה יכול לנפות באגים בפעולת הפוד: לבדוק את הרשת, להאזין לתעבורת רשת, לבצע בדיקה של תהליך ההתעניינות וכו'.

אתה יכול גם לעבור למיכל התהליך על ידי הפעלה chroot /proc/PID/root - זה יכול להיות מאוד נוח כאשר אתה צריך לקבל מעטפת שורש במיכל שעבורו הוא מוגדר במניפסט securityContext.runAs.

הכלי פשוט ויעיל, כך שהוא יכול להיות שימושי לכל מפתח. כתבנו על זה יותר ב מאמר נפרד.

טלפרנסנס

• בשורה התחתונה: להעביר את האפליקציה למחשב שלך. פתח וניפוי באגים מקומי.
• אתר; GitHub.
• סטטיסטיקות GH קצרות: 2131 כוכבים, 2712 התחייבויות, 33 תורמים.
• שפה: פייתון.
• רישיון: Apache License 2.0.

הרעיון של ה-Snap-in הזה הוא להפעיל קונטיינר עם האפליקציה במחשב המשתמש המקומי ופרוקסי כל התעבורה מהאשכול אליו ובחזרה. גישה זו מאפשרת לך לפתח באופן מקומי פשוט על ידי עריכת קבצים ב-IDE המועדף עליך: התוצאות יהיו זמינות באופן מיידי.

היתרונות של הפעלה מקומית הם נוחות העריכה והתוצאות המיידיות, היכולת לנפות באגים באפליקציה בדרך הרגילה. החיסרון הוא שהוא תובעני ביחס למהירות החיבור, מה שמורגש במיוחד כשצריך לעבוד עם אפליקציה עם RPS ותעבורה גבוהים למדי. בנוסף, ל-Telepresence יש בעיות עם התקנת נפח ב-Windows, מה שיכול להוות מגבלה מכרעת עבור מפתחים הרגילים למערכת ההפעלה הזו.

כבר שיתפנו את הניסיון שלנו בשימוש ב-Telepresence כאן.

Ksync

• בשורה התחתונה: סנכרון כמעט מיידי של קוד עם המיכל שבאשכול.
• GitHub.
• סטטיסטיקה קצרה של GH: 555 כוכבים, 362 התחייבויות, 11 תורמים.
• שפה: לך.
• רישיון: Apache License 2.0.

השירות מאפשר לך לסנכרן את התוכן של ספרייה מקומית עם הספרייה של קונטיינר הפועל באשכול. כלי כזה מושלם עבור מפתחים בשפות תכנות סקריפטים, שהבעיה העיקרית שלהם היא אספקת קוד לקונטיינר פועל. Ksync נועד להקל על כאב הראש הזה.

כאשר אתחול פעם אחת על ידי הפקודה ksync init נוצר DaemonSet באשכול, המשמש לניטור מצב מערכת הקבצים של המכולה שנבחרה. במחשב המקומי שלו, המפתח מריץ את הפקודה ksync watch, המנטר תצורות והרצה syncthing, המסנכרן ישירות קבצים עם האשכול.

כל מה שנותר הוא להורות ל- ksync מה לסנכרן עם מה. לדוגמה, הפקודה הזו:

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

...ייצור צופה בשם myprojectשיחפש פוד עם תווית app=backend ונסה לסנכרן את הספרייה המקומית /home/user/myproject/ עם קטלוג /var/www/myproject/ במיכל שנקרא php.

בעיות והערות על ksync מהניסיון שלנו:

• יש להשתמש בצמתי אשכול Kubernetes overlay2 כמנהל התקן אחסון עבור Docker. השירות לא יעבוד עם אחרים.
• בעת שימוש ב-Windows כמערכת הפעלה של לקוח, ייתכן ששומר מערכת הקבצים לא יפעל כהלכה. הבאג הזה הבחין בעבודה עם ספריות גדולות - עם מספר רב של קבצים וספריות מקוננות. יצרנו נושא רלוונטי בפרויקט הסנכרון, אך אין בו עדיין התקדמות (מאז תחילת יולי).
• השתמש בקובץ .stignore כדי לציין נתיבים או תבניות קבצים שאין צורך לסנכרן (לדוגמה, ספריות app/cache и .git).
• כברירת מחדל, ksync יפעיל מחדש את המיכל בכל פעם שהקבצים משתנים. עבור Node.js זה נוח, אבל עבור PHP זה מיותר לחלוטין. עדיף לכבות את opcache ולהשתמש בדגל --reload=false.
• תמיד ניתן לתקן את התצורה $HOME/.ksync/ksync.yaml.

קישוא

• בשורה התחתונה: איתור באגים ישירות באשכול.
• GitHub.
• סטטיסטיקה קצרה של GH: 1154 כוכבים, 279 התחייבויות, 23 תורמים.
• שפה: לך.
• רישיון: Apache License 2.0.

כלי זה מיועד לאיתור באגים בתהליכים ישירות בתרמילים. השירות הוא פשוט ומאפשר לך באופן אינטראקטיבי לבחור את מאפר הבאגים הרצוי (ראה למטה) ומרחב שמות + תרמיל, בתהליך שבו אתה צריך להתערב. נתמך כרגע:

• להתעמק - עבור יישומי Go;
• GDB - באמצעות שלט יעד + העברת יציאות;
• העברת יציאות JDWP עבור איתור באגים ביישומי Java.

בצד ה-IDE, תמיכה זמינה רק ב-VScode (באמצעות הרחבות), עם זאת, התוכניות לשנה הנוכחית (2019) כוללות Eclipse ו-Intellij.

כדי לנפות באגים בתהליכים, Squash מפעיל קונטיינר מיוחס על צמתי האשכול, אז תחילה עליך להכיר את היכולות מצב בטוח כדי למנוע בעיות אבטחה.

פתרונות משולבים

בואו נעבור לתותחים הכבדים - עוד פרויקטים "בקנה מידה גדול" שנועדו לענות באופן מיידי על רבים מהצרכים של מפתחים.

NB: ברשימה זו, כמובן, יש מקום לכלי השירות שלנו בקוד פתוח werf (שנודע בעבר בשם dapp). עם זאת, כבר כתבנו ודיברנו על כך יותר מפעם אחת, ולכן החלטנו לא לכלול אותו בסקירה. למי שרוצה להכיר יותר את יכולותיו, אנו ממליצים לקרוא/להאזין לדוח "werf הוא הכלי שלנו ל-CI/CD ב-Kubernetes".

DevSpace

• בשורה התחתונה: למי שרוצה להתחיל לעבוד בקוברנטס, אבל לא רוצה להעמיק לתוך הג'ונגל שלה.
• GitHub.
• סטטיסטיקה קצרה של GH: 630 כוכבים, 1912 התחייבויות, 13 תורמים.
• שפה: לך.
• רישיון: Apache License 2.0.

פתרון של החברה באותו שם, המספקת אשכולות מנוהלים עם Kubernetes לפיתוח צוות. השירות נוצר עבור אשכולות מסחריים, אבל עובד נהדר עם כל אחרים.

בעת הפעלת הפקודה devspace init בקטלוג הפרויקט יוצע לכם (באופן אינטראקטיבי):

• בחר אשכול Kubernetes עובד,
• להשתמש בקיים Dockerfile (או ליצור אחד חדש) כדי ליצור מיכל המבוסס עליו,
• בחר מאגר לאחסון תמונות מיכל וכו'.

לאחר כל שלבי ההכנה הללו, תוכל להתחיל בפיתוח על ידי הפעלת הפקודה devspace dev. הוא יבנה את הקונטיינר, יעלה אותו למאגר, יוציא את הפריסה לאשכול ויתחיל העברת פורטים וסנכרון של הקונטיינר עם הספרייה המקומית.

לחלופין, תתבקש להעביר את הטרמינל למכולה. אתה לא צריך לסרב, כי במציאות המכולה מתחילה בפקודת השינה, ולצורך בדיקה אמיתית יש להפעיל את היישום באופן ידני.

סוף סוף הצוות devspace deploy מגלגל את האפליקציה והתשתית הנלווית לאשכול, ולאחר מכן הכל מתחיל לתפקד במצב קרב.

כל תצורת הפרויקט מאוחסנת בקובץ devspace.yaml. בנוסף להגדרות סביבת הפיתוח, ניתן למצוא בה גם תיאור של התשתית, בדומה למניפסטים סטנדרטיים של Kubernetes, רק בפשטות רבה.

ארכיטקטורה ושלבים עיקריים בעבודה עם DevSpace

בנוסף, קל להוסיף לפרוייקט רכיב מוגדר מראש (לדוגמה, MySQL DBMS) או תרשים Helm. קרא עוד ב תיעוד - זה לא מסובך

סקפולד

• אתר; GitHub.
• סטטיסטיקות GH קצרות: 7423 כוכבים, 4173 התחייבויות, 136 תורמים.
• שפה: לך.
• רישיון: Apache License 2.0.

כלי השירות הזה של גוגל מתיימר לכסות את כל הצרכים של מפתח שהקוד שלו ירוץ איכשהו על אשכול Kubernetes. התחלת השימוש בו אינה קלה כמו devspace: אין אינטראקטיביות, זיהוי שפה ויצירה אוטומטית Dockerfile הם לא יציעו לך את זה כאן.

עם זאת, אם זה לא מפחיד אותך, הנה מה שסקפולד מאפשר לך לעשות:

• עקוב אחר שינויים בקוד המקור.
• סנכרן אותו עם מיכל התרמיל אם הוא אינו דורש הרכבה.
• אסוף מיכלים עם קוד, אם השפה מתפרשת, או הידור חפצים וארוז אותם במיכלים.
• התמונות המתקבלות נבדקות אוטומטית באמצעות מיכל-מבנה-מבחן.
• תיוג והעלאת תמונות ל-Docker Registry.
• פרוס יישום באשכול באמצעות kubectl, Helm או kustomize.
• בצע העברת יציאות.
• ניפוי באגים באפליקציות שנכתבו ב-Java, Node.js, Python.

זרימת עבודה בווריאציות שונות מתוארת באופן הצהרתי בקובץ skaffold.yaml. עבור פרויקט, ניתן גם להגדיר מספר פרופילים בהם ניתן לשנות חלקית או מלאה את שלבי ההרכבה והפריסה. לדוגמה, לפיתוח, ציין תמונת בסיס נוחה למפתח, ולשלב והפקה - מינימלית (+ שימוש securityContext קונטיינרים או להגדיר מחדש את האשכול שבו ייפרס האפליקציה).

ניתן לבנות מכולות Docker באופן מקומי או מרחוק: ב Google Cloud Build או באשכול באמצעות קניקו. גם Bazel ו-Jib Maven/Gradle נתמכים. לתיוג, Skaffold תומך באסטרטגיות רבות: לפי git commit hash, תאריך/שעה, sha256-sum of sources וכו'.

בנפרד, ראוי לציין את האפשרות של בדיקת מיכלים. מסגרת המבחן-מבנה-מכל שהוזכרה כבר מציעה את שיטות האימות הבאות:

• ביצוע פקודות בהקשר של קונטיינר עם מעקב אחר סטטוסי יציאה ובדיקת פלט הטקסט של הפקודה.
• בדיקת נוכחות קבצים במיכל והתאמת התכונות שצוינו.
• שליטה בתוכן הקובץ באמצעות ביטויים רגולריים.
• אימות מטא נתונים של תמונה (ENV, ENTRYPOINT, VOLUMES וכו.).
• בדיקת תאימות לרישיון.

סנכרון קבצים עם הקונטיינר לא מתבצע בצורה האופטימלית ביותר: Skaffold פשוט יוצר ארכיון עם המקורות, מעתיק אותו ופורק אותו בקונטיינר (יש להתקין tar). לכן, אם המשימה העיקרית שלך היא סנכרון קוד, עדיף לחפש פתרון מיוחד (ksync).

שלבים עיקריים של פעולת סקפולד

באופן כללי, הכלי אינו מאפשר לך להפשט ממניפסטים של Kubernetes ואין לו אינטראקטיביות כלשהי, כך שהוא עשוי להיראות קשה לשלוט בו. אבל זה גם היתרון שלו - חופש פעולה גדול יותר.

גן

• אתר; GitHub.
• סטטיסטיקה קצרה של GH: 1063 כוכבים, 1927 התחייבויות, 17 תורמים.
• שפה: TypeScript (מתוכנן לפצל את הפרויקט למספר רכיבים, חלקם יהיו ב-Go, וגם ליצור SDK ליצירת הרחבות ב-TypeScript/JavaScript ו-Go).
• רישיון: Apache License 2.0.

כמו Skaffold, Garden שואפת לבצע אוטומציה של תהליכי אספקת קוד אפליקציה לאשכול K8s. כדי לעשות זאת, תחילה עליך לתאר את מבנה הפרויקט בקובץ YAML, ולאחר מכן להפעיל את הפקודה garden dev. היא תעשה את כל הקסם:

• איסוף מכולות עם חלקים שונים של הפרויקט.
• עורך בדיקות אינטגרציה ויחידות, אם תוארו כאלה.
• מוציא את כל רכיבי הפרויקט לאשכול.
• אם קוד המקור ישתנה, הוא יפעיל מחדש את כל הצינור.

המיקוד העיקרי של השימוש בכלי זה הוא שיתוף אשכול מרוחק עם צוות פיתוח. במקרה זה, אם חלק משלבי הבנייה והבדיקה כבר בוצעו, הדבר יאיץ משמעותית את התהליך כולו, שכן Garden יוכל להשתמש בתוצאות המאוחסנות במטמון.

מודול פרויקט יכול להיות קונטיינר, קונטיינר של Maven, תרשים Helm, מניפסט עבור kubectl apply או אפילו פונקציית OpenFaaS. יתרה מכך, כל אחד מהמודולים ניתן לשליפה ממאגר Git מרוחק. מודול עשוי להגדיר שירותים, משימות ומבחנים או לא. לשירותים ולמשימות יכולות להיות תלות, שבזכותן אתה יכול לקבוע את רצף הפריסה של שירות מסוים ולארגן את ההשקה של משימות ובדיקות.

Garden מספקת למשתמש לוח מחוונים יפהפה (נמצא כרגע מצב ניסיוני), המציג את גרף הפרויקט: רכיבים, רצף הרכבה, ביצוע משימות ובדיקות, הקשרים והתלות ביניהם. ישירות בדפדפן, אתה יכול לראות את היומנים של כל רכיבי הפרויקט ולבדוק מה רכיב מסוים מוציא באמצעות HTTP (אם, כמובן, הוכרז עבורו משאב נכנס).

פאנל לגן

לכלי זה יש גם מצב טעינה חוזרת חמה, שפשוט מסנכרן את שינויי הסקריפט עם הקונטיינר שבאשכול, ומאיץ מאוד את תהליך איתור הבאגים של האפליקציה. לגן יש אחד טוב תיעוד ולא רע סט של דוגמאות, מה שמאפשר לך להתרגל אליו במהירות ולהתחיל להשתמש בו. אגב, רק לאחרונה פרסמנו תרגום מאמר מחבריו.

מסקנה

כמובן, רשימה זו של כלים לפיתוח וניפוי באגים ב-Kubernetes אינה מוגבלת ל. יש עוד הרבה כלי עזר מאוד שימושיים ומעשיים שראויים, אם לא מאמר נפרד, אז לפחות אזכור. ספר לנו במה אתה משתמש, באילו בעיות נתקלת ואיך פתרת אותן!

נ.ב.

קרא גם בבלוג שלנו:

• «werf - הכלי שלנו עבור CI / CD ב-Kubernetes (סקירה כללית ודוח וידאו)";
• «Garden v0.10.0: המחשב הנייד שלך לא צריך Kubernetes";
• «עצות וטריקים של Kubernetes: על פיתוח מקומי וטלנוכחות";
• «תוסף kubectl-debug לניפוי באגים בתרמילים של Kubernetes".

מקור: www.habr.com