🥇कुबरनेटसाठी ऑपरेटर: स्टेटफुल अॅप्लिकेशन्स कसे चालवायचे

Kubernetes मध्ये स्टेटफुल ऍप्लिकेशन्सची समस्या

जेव्हा स्टेटलेस म्हणून वर्गीकृत प्रकरणांचा विचार केला जातो तेव्हा अनुप्रयोग आणि सेवांचे कॉन्फिगरेशन, लॉन्च आणि पुढील स्केलिंग सोपे आहे, म्हणजे. डेटा जतन न करता. कुबर्नेट्समध्ये अशा सेवा चालवणे, त्याचे मानक API वापरणे सोयीस्कर आहे, कारण सर्व काही "बॉक्सच्या बाहेर" होते: मानक कॉन्फिगरेशननुसार, कोणत्याही विशिष्ट गोष्टी किंवा जादूचा समावेश न करता.

सोप्या भाषेत सांगायचे तर, कंटेनरच्या क्लस्टरमध्ये PHP/Ruby/Python मध्ये बॅकएंडच्या आणखी पाच प्रती लाँच करण्यासाठी, तुम्हाला फक्त 5 वेळा नवीन सर्व्हर सेट करणे आणि स्त्रोत कॉपी करणे आवश्यक आहे. सोर्स कोड आणि इनिट स्क्रिप्ट दोन्ही इमेजमध्ये असल्याने, स्टेटलेस ऍप्लिकेशन स्केल करणे पूर्णपणे प्राथमिक बनते. कंटेनर आणि मायक्रोसर्व्हिस आर्किटेक्चरच्या चाहत्यांना चांगले माहित असल्याने, अडचण सुरू होते स्टेटफुल अॅप्स, म्हणजे डाटाबेस आणि कॅशे (MySQL, PostgreSQL, Redis, ElasticSearch, Cassandra...) सारख्या डेटा चिकाटीसह. हे दोन्ही सॉफ्टवेअरवर लागू होते जे स्वतंत्रपणे कोरम क्लस्टर (उदाहरणार्थ, Percona XtraDB आणि Cassandra) लागू करतात आणि सॉफ्टवेअर ज्यांना स्वतंत्र व्यवस्थापन उपयुक्तता आवश्यक आहेत (जसे की Redis, MySQL, PostgreSQL...).

अडचणी उद्भवतात कारण स्त्रोत कोड आणि सेवा लाँच करणे यापुढे पुरेसे नाही - तुम्हाला आणखी काही चरणे करणे आवश्यक आहे. कमीतकमी, डेटा कॉपी करा आणि/किंवा क्लस्टरमध्ये सामील व्हा. अधिक तंतोतंत, या सेवांना डेटा गमावल्याशिवाय किंवा तात्पुरत्या अनुपलब्धतेशिवाय त्यांना योग्यरित्या कसे मोजायचे, अद्यतनित करणे आणि पुन्हा कॉन्फिगर कसे करायचे हे समजून घेणे आवश्यक आहे. या गरजा विचारात घेणे याला "ऑपरेशनल नॉलेज" म्हणतात.

CoreOS ऑपरेटर

ऑपरेशनल ज्ञान "कार्यक्रम" करण्यासाठी, गेल्या वर्षी उशीरा CoreOS प्रकल्प ओळख करून दिली कुबर्नेट्स प्लॅटफॉर्मसाठी "सॉफ्टवेअरचा एक नवीन वर्ग" - ऑपरेटर (इंग्रजी "ऑपरेशन" मधून, म्हणजे "ऑपरेशन").

Kubernetes च्या मूळ क्षमतांचा वापर आणि विस्तार करणारे ऑपरेटर (इनक्ल. स्टेटफुल सेट, खाली फरक पहा) DevOps तज्ञांना ऍप्लिकेशन कोडमध्ये ऑपरेशनल ज्ञान जोडण्याची अनुमती द्या.

ऑपरेटरचा उद्देश — वापरकर्त्याला एपीआय प्रदान करा जे तुम्हाला कुबर्नेट्स क्लस्टरमध्ये अनेक स्टेटफुल ऍप्लिकेशन संस्था व्यवस्थापित करण्यास अनुमती देते, हुडखाली काय आहे याचा विचार न करता (कोणता डेटा आणि त्याचे काय करावे, क्लस्टर राखण्यासाठी अद्याप कोणत्या कमांडची अंमलबजावणी करणे आवश्यक आहे. ). खरं तर, ऑपरेटरची रचना क्लस्टरमधील ऍप्लिकेशनसह शक्य तितकी सुलभ करण्यासाठी केली गेली आहे, ज्या ऑपरेशनल टास्कची अंमलबजावणी स्वयंचलित करते जी आधी मॅन्युअली सोडवायची होती.

ऑपरेटर कसे कार्य करतात

प्रतिकृती सेट Kubernetes तुम्हाला चालू असलेल्या पॉड्सची इच्छित संख्या निर्दिष्ट करण्याची परवानगी देते आणि नियंत्रक त्यांची संख्या राखून ठेवत असल्याची खात्री करतात (पॉड तयार करून आणि हटवून). ऑपरेटर अशाच प्रकारे कार्य करते, एक मानक Kubernetes संसाधन आणि कंट्रोलरमध्ये ऑपरेशनल ज्ञानाचा संच जोडून जो तुम्हाला आवश्यक संख्येच्या अॅप्लिकेशन घटकांना समर्थन देण्यासाठी अतिरिक्त क्रिया करण्यास अनुमती देतो.

हे कसे वेगळे आहे स्टेटफुल सेट, ॲप्लिकेशनसाठी डिझाइन केलेले आहे ज्यांना क्लस्टरला डेटा स्टोरेज किंवा स्टॅटिक IP सारखी स्टेटफुल संसाधने प्रदान करणे आवश्यक आहे? अशा अनुप्रयोगांसाठी, ऑपरेटर वापरू शकतात स्टेटफुल सेट (त्याऐवजी प्रतिकृती सेट) एक आधार म्हणून, अर्पण अतिरिक्त ऑटोमेशन: क्रॅश झाल्यास आवश्यक क्रिया करा, बॅकअप घ्या, कॉन्फिगरेशन अपडेट करा इ.

त्यामुळे हे सर्व कसे कार्य करते? ऑपरेटर एक व्यवस्थापक डिमन आहे जो:

Kubernetes मधील इव्हेंट API चे सदस्यत्व घेते;
त्यातून सिस्टमबद्दल डेटा प्राप्त होतो (त्याबद्दल प्रतिकृती सेट, शेंगा, सेवा आणि असेच.);
बद्दल डेटा प्राप्त करतो तृतीय पक्ष संसाधने (खालील उदाहरणे पहा);
देखावा/बदल यावर प्रतिक्रिया देते तृतीय पक्ष संसाधने (उदाहरणार्थ, आकार बदलणे, आवृत्ती बदलणे इ.);
सिस्टमच्या स्थितीतील बदलांवर प्रतिक्रिया देते (त्याबद्दल प्रतिकृती सेट, शेंगा, सेवा आणि असेच.);
सर्वात महत्वाचे:
1. कुबर्नेट्स एपीआयला आवश्यक असलेली प्रत्येक गोष्ट तयार करण्यासाठी कॉल करते (पुन्हा, स्वतःचे प्रतिकृती सेट, शेंगा, सेवा...),
2. काही जादू करते (सोपे करण्यासाठी, तुम्ही विचार करू शकता की ऑपरेटर स्वतः पॉडमध्ये जातो आणि कमांड कॉल करतो, उदाहरणार्थ, क्लस्टरमध्ये सामील होण्यासाठी किंवा आवृत्ती अपडेट करताना डेटा फॉरमॅट अपग्रेड करण्यासाठी).

खरं तर, चित्रातून पाहिल्याप्रमाणे, कुबर्नेट्समध्ये एक स्वतंत्र अनुप्रयोग जोडला जातो (एक नियमित तैनात करणे с प्रतिकृती सेट), ज्याला ऑपरेटर म्हणतात. हे एका सामान्य पॉडमध्ये राहतात (सामान्यतः फक्त एक) आणि नियम म्हणून, केवळ त्याच्यासाठी जबाबदार आहे नामविश्वे खूण गाळक:. हा ऑपरेटर अनुप्रयोग त्याचे API लागू करतो - जरी थेट नाही, परंतु द्वारे तृतीय पक्ष संसाधने Kubernetes मध्ये.

अशा प्रकारे, आम्ही मध्ये तयार केल्यानंतर नामविश्वे खूण गाळक: ऑपरेटर, आम्ही त्यात भर घालू शकतो तृतीय पक्ष संसाधने.

इ.चे उदाहरण (तपशीलांसाठी खाली पहा):

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

Elasticsearch चे उदाहरण:

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

ऑपरेटरसाठी आवश्यकता

CoreOS ने ऑपरेटर्सवर काम करताना अभियंत्यांनी मिळवलेले मुख्य नमुने तयार केले. सर्व ऑपरेटर वैयक्तिक आहेत (त्याच्या स्वतःच्या वैशिष्ट्यांसह आणि गरजा असलेल्या विशिष्ट अनुप्रयोगासाठी तयार केलेले) असूनही, त्यांची निर्मिती अशा प्रकारच्या फ्रेमवर्कवर आधारित असणे आवश्यक आहे जे खालील आवश्यकता लादते:

स्थापना सिंगल द्वारे करणे आवश्यक आहे तैनात करणे: kubectl create -f SOME_OPERATOR_URL/deployment.yaml - आणि अतिरिक्त क्रियांची आवश्यकता नाही.
Kubernetes मध्ये ऑपरेटर स्थापित करताना, एक नवीन तृतीय-पक्ष प्रकार तयार करणे आवश्यक आहे (तृतीयपक्ष संसाधन). अनुप्रयोग उदाहरणे (क्लस्टर उदाहरणे) लाँच करण्यासाठी आणि त्यांचे व्यवस्थापन करण्यासाठी (आवृत्त्या अद्यतनित करणे, आकार बदलणे इ.), वापरकर्ता हा प्रकार वापरेल.
जेव्हा शक्य असेल तेव्हा, आपण कुबर्नेट्समध्ये तयार केलेले आदिम वापरावे, जसे की सेवा и प्रतिकृती सेटचांगले-चाचणी केलेला आणि समजण्यासारखा कोड वापरण्यासाठी.
ऑपरेटर्सची बॅकवर्ड सुसंगतता आणि वापरकर्त्याने तयार केलेल्या संसाधनांच्या जुन्या आवृत्त्यांसाठी समर्थन आवश्यक आहे.
ऑपरेटर काढून टाकल्यास, ऍप्लिकेशनने स्वतःच बदल न करता कार्य करणे सुरू ठेवले पाहिजे.
वापरकर्ते इच्छित ऍप्लिकेशन आवृत्ती परिभाषित करण्यास आणि ऍप्लिकेशन आवृत्ती अद्यतने ऑर्केस्ट्रेट करण्यास सक्षम असावेत. सॉफ्टवेअर अपडेट्सचा अभाव हे ऑपरेशनल आणि सुरक्षा समस्यांचे एक सामान्य स्त्रोत आहे, म्हणून ऑपरेटरने वापरकर्त्यांना या प्रकरणात मदत करणे आवश्यक आहे.
ऑपरेटरची चाचणी कॅओस मंकी सारख्या साधनाने केली पाहिजे, जे पॉड्स, कॉन्फिगरेशन आणि नेटवर्कमधील संभाव्य अपयश ओळखते.

etcd ऑपरेटर

ऑपरेटर अंमलबजावणी उदाहरण - etcd ऑपरेटर, तयार या संकल्पनेच्या घोषणेच्या दिवशी. कोरम राखण्याची गरज, क्लस्टर सदस्यत्व पुन्हा कॉन्फिगर करण्याची गरज, बॅकअप तयार करणे इत्यादी कारणांमुळे etcd क्लस्टर कॉन्फिगरेशन जटिल असू शकते. उदाहरणार्थ, etcd क्लस्टर मॅन्युअली स्केल करणे म्हणजे तुम्हाला नवीन क्लस्टर सदस्यासाठी DNS नाव तयार करणे, नवीन etcd अस्तित्व सुरू करणे आणि नवीन सदस्याबद्दल क्लस्टरला अलर्ट करणे आवश्यक आहे.etcdctl सदस्य अॅड). ऑपरेटरच्या बाबतीत, वापरकर्त्याला फक्त क्लस्टर आकार बदलण्याची आवश्यकता असेल - बाकी सर्व काही आपोआप होईल.

आणि CoreOS मध्ये etcd देखील तयार केल्यामुळे, त्याचा ऑपरेटर प्रथम दिसणे हे अगदी तर्कसंगत होते. तो कसा काम करतो? ऑपरेटर लॉजिक इ तीन घटकांद्वारे निर्धारित केले जाते:

निरीक्षण करा. ऑपरेटर Kubernetes API वापरून क्लस्टरच्या स्थितीचे परीक्षण करतो.
विश्लेषण. वर्तमान स्थिती आणि इच्छित (वापरकर्ता कॉन्फिगरेशनद्वारे परिभाषित) यांच्यातील फरक शोधतो.
कृती. etcd आणि/किंवा Kubernetes सेवा API वापरून आढळलेल्या फरकांचे निराकरण करते.

हे तर्क लागू करण्यासाठी, ऑपरेटरमध्ये कार्ये तयार केली गेली आहेत तयार/नष्ट करा (etcd क्लस्टर सदस्य तयार करणे आणि हटवणे) आणि आकार बदला (क्लस्टर सदस्यांच्या संख्येत बदल). Netflix वरून Chaos Monkey च्या प्रतिमेत तयार केलेली उपयुक्तता वापरून त्याच्या ऑपरेशनची शुद्धता तपासली गेली, म्हणजे. यादृच्छिकपणे etcd शेंगा मारणे.

etcd च्या पूर्ण ऑपरेशनसाठी, ऑपरेटर अतिरिक्त वैशिष्ट्ये प्रदान करतो: बॅकअप (बॅकअप प्रतींची निर्मिती वापरकर्त्यांसाठी स्वयंचलित आणि अदृश्य - कॉन्फिगरेशनमध्ये ते किती वेळा बनवायचे आणि किती संग्रहित करायचे - आणि त्यानंतरच्या डेटाची पुनर्संचयित करणे हे निर्धारित करण्यासाठी पुरेसे आहे) आणि सुधारणा (डाउनटाइमशिवाय etcd इंस्टॉलेशन्स अपडेट करणे).

ऑपरेटरसह कार्य करणे कसे दिसते?

$ 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 ऑपरेटरची सध्याची स्थिती ही बीटा आवृत्ती आहे, ज्यासाठी कुबर्नेट्स 1.5.3+ आणि etcd 3.0+ ची आवश्यकता आहे. स्त्रोत कोड आणि दस्तऐवजीकरण (वापरण्याच्या सूचनांसह) येथे उपलब्ध आहेत GitHub.

CoreOS कडून आणखी एक उदाहरण अंमलबजावणी तयार केली गेली आहे - प्रोमिथियस ऑपरेटर, परंतु ते अद्याप अल्फा आवृत्तीमध्ये आहे (सर्व नियोजित वैशिष्ट्ये लागू केलेली नाहीत).

स्थिती आणि संभावना

Kubernetes ऑपरेटर्सच्या घोषणेला 5 महिने उलटले आहेत. अधिकृत CoreOS रेपॉजिटरीमध्ये (etcd आणि Prometheus साठी) अजूनही फक्त दोन अंमलबजावणी उपलब्ध आहेत. दोन्ही अद्याप त्यांच्या स्थिर आवृत्त्यांपर्यंत पोहोचलेले नाहीत, परंतु कमिट दररोज पाळले जातात.

डेव्हलपर "अशा भविष्याची कल्पना करतात ज्यामध्ये वापरकर्ते पोस्टग्रेस ऑपरेटर, कॅसॅन्ड्रा ऑपरेटर किंवा रेडिस ऑपरेटर त्यांच्या कुबर्नेट्स क्लस्टरवर स्थापित करतात आणि या ऍप्लिकेशन्सच्या स्केलेबल घटकांसह कार्य करतात जितक्या सहजपणे स्टेटलेस वेब ऍप्लिकेशन्सच्या प्रतिकृती तैनात करणे आज आहे." पहिला तृतीय पक्ष विकासकांकडून ऑपरेटर खरोखर दिसू लागले:

लवचिक शोध ऑपरेटर UPMC Enterprises कडून;
PostgreSQL ऑपरेटर कुरकुरीत डेटामधून (मार्च 2017 च्या अखेरीस घोषित);
रुक ऑपरेटर सेफवर आधारित वितरित डेटा स्टोरेज सिस्टमच्या लेखकांकडून (रूक अल्फा स्थितीत आहे);
ओपनस्टॅक ऑपरेटर SAP CCloud कडून.

फेब्रुवारी 2017 मध्ये ब्रुसेल्समध्ये झालेल्या FOSDEM या सर्वात मोठ्या युरोपियन फ्री सॉफ्टवेअर कॉन्फरन्समध्ये CoreOS मधील जोश वुड यांनी ऑपरेटर्सची घोषणा केली. अहवाल (लिंकवर एक व्हिडिओ उपलब्ध आहे!), ज्याने या संकल्पनेच्या लोकप्रियतेच्या वाढीस व्यापक मुक्त स्रोत समुदायामध्ये योगदान दिले पाहिजे.

PS लेखातील तुमच्या स्वारस्याबद्दल धन्यवाद! आमच्या हबची सदस्यता घ्या, जेणेकरून DevOps आणि GNU/Linux सिस्टम प्रशासनावर नवीन साहित्य आणि पाककृती चुकू नयेत - आम्ही त्यांना नियमितपणे प्रकाशित करू!

स्त्रोत: www.habr.com

कुबर्नेट्ससाठी ऑपरेटर: स्टेटफुल ऍप्लिकेशन्स कसे चालवायचे