🥇 Kubernetes को लागी अपरेटरहरू: स्टेटफुल एप्लिकेसनहरू कसरी चलाउने

Kubernetes मा स्टेटफुल अनुप्रयोगहरूसँग समस्या

कन्फिगरेसन, प्रक्षेपण र अनुप्रयोगहरू र सेवाहरूको थप मापन सजिलो छ जब यो राज्यविहीन रूपमा वर्गीकृत केसहरूमा आउँछ, अर्थात्। डाटा बचत बिना। Kubernetes मा त्यस्ता सेवाहरू चलाउन सुविधाजनक छ, यसको मानक APIs प्रयोग गरेर, किनकि सबै कुरा "बाकस बाहिर" हुन्छ: मानक कन्फिगरेसन अनुसार, कुनै विशेष वा जादू समावेश नगरी।

सरल शब्दमा भन्नुपर्दा, कन्टेनरहरूको क्लस्टरमा PHP/Ruby/Python मा ब्याकइन्डको थप पाँच प्रतिलिपिहरू सुरू गर्न, तपाईंले केवल 5 पटक नयाँ सर्भर सेटअप गर्न र स्रोतहरू प्रतिलिपि गर्न आवश्यक छ। स्रोत कोड र इनिट स्क्रिप्ट छविमा भएकाले, स्टेटलेस एप्लिकेसन स्केलिङ पूर्णतया प्राथमिक हुन्छ। कन्टेनर र माइक्रोसर्भिस आर्किटेक्चरका प्रशंसकहरूलाई राम्ररी थाहा छ, कठिनाई सुरु हुन्छ स्टेटफुल एप्स, अर्थात् डाटाबेस र क्यासहरू (MySQL, PostgreSQL, Redis, ElasticSearch, Cassandra...) जस्ता डाटा स्थिरताको साथ। यो दुबै सफ्टवेयरमा लागू हुन्छ जसले स्वतन्त्र रूपमा कोरम क्लस्टर लागू गर्दछ (उदाहरणका लागि, Percona XtraDB र Cassandra), र सफ्टवेयर जसलाई छुट्टै व्यवस्थापन उपयोगिताहरू आवश्यक पर्दछ (जस्तै Redis, MySQL, PostgreSQL...)।

कठिनाइहरू उत्पन्न हुन्छन् किनभने स्रोत कोड र सेवा सुरू गर्न अब पर्याप्त छैन - तपाईंले केही थप चरणहरू गर्न आवश्यक छ। न्यूनतममा, डाटा प्रतिलिपि गर्नुहोस् र/वा क्लस्टरमा सामेल हुनुहोस्। थप स्पष्ट रूपमा, यी सेवाहरूलाई डेटा हानि वा अस्थायी अनुपलब्धता बिना तिनीहरूलाई कसरी सही मापन, अद्यावधिक र पुन: कन्फिगर गर्ने भन्ने बुझाइ आवश्यक छ। यी आवश्यकताहरूलाई ध्यानमा राखेर "सञ्चालनात्मक ज्ञान" भनिन्छ।

CoreOS अपरेटरहरू

"कार्यक्रम" को लागी परिचालन ज्ञान, पछिल्लो वर्ष CoreOS परियोजना परिचय Kubernetes प्लेटफर्मको लागि "सफ्टवेयरको नयाँ वर्ग" - अपरेटरहरू (अंग्रेजीबाट "अपरेसन", अर्थात् "अपरेसन")।

Kubernetes को मूल क्षमताहरू प्रयोग गर्ने र विस्तार गर्ने अपरेटरहरू (सहित। स्टेटफुल सेटहरू, तलको भिन्नता हेर्नुहोस्) DevOps विशेषज्ञहरूलाई आवेदन कोडमा परिचालन ज्ञान थप्न अनुमति दिनुहोस्।

अपरेटरको उद्देश्य — प्रयोगकर्तालाई एउटा API प्रदान गर्नुहोस् जसले तपाईंलाई कुबेरनेट क्लस्टरमा धेरै स्टेटफुल एप्लिकेसन संस्थाहरू व्यवस्थापन गर्न अनुमति दिन्छ, हुड मुनि के छ भन्ने बारे सोच नगरी (कुन डाटा र यसलाई के गर्ने, क्लस्टर कायम राख्न के आदेशहरू अझै कार्यान्वयन गर्न आवश्यक छ। )। वास्तवमा, अपरेटरलाई क्लस्टर भित्रको एप्लिकेसनको साथ कामलाई सकेसम्म सरल बनाउन डिजाइन गरिएको छ, पहिले म्यानुअल रूपमा समाधान गर्नु पर्ने परिचालन कार्यहरूको कार्यान्वयनलाई स्वचालित बनाउँदै।

कसरी अपरेटरहरूले काम गर्छन्

प्रतिकृति सेटहरू Kubernetes ले तपाईंलाई चलिरहेको पोडहरूको इच्छित संख्या निर्दिष्ट गर्न अनुमति दिन्छ, र नियन्त्रकहरूले तिनीहरूको संख्या कायम राखिएको सुनिश्चित गर्दछ (पोडहरू सिर्जना गरेर र मेटाएर)। एक अपरेटरले समान रूपमा काम गर्दछ, एक मानक Kubernetes स्रोत र नियन्त्रकमा परिचालन ज्ञानको सेट थप्दै जसले तपाईंलाई आवश्यक संख्यामा आवेदन संस्थाहरूलाई समर्थन गर्न थप कार्यहरू गर्न अनुमति दिन्छ।

यो कसरी फरक छ स्टेटफुल सेटहरू, एप्लिकेसनहरूका लागि डिजाइन गरिएको हो जसलाई क्लस्टरलाई स्टेटफुल स्रोतहरू प्रदान गर्न आवश्यक छ जस्तै डाटा भण्डारण वा स्थिर आईपीहरू? त्यस्ता अनुप्रयोगहरूको लागि, अपरेटरहरूले प्रयोग गर्न सक्छन् स्टेटफुल सेटहरू (सट्टा प्रतिकृति सेटहरू) आधारको रूपमा, प्रस्ताव अतिरिक्त स्वचालन: क्र्यासको अवस्थामा आवश्यक कार्यहरू गर्नुहोस्, ब्याकअप गर्नुहोस्, कन्फिगरेसन अपडेट गर्नुहोस्, आदि।

र त्यसैले, यो सबै कसरी काम गर्छ? अपरेटर एक प्रबन्धक डेमन हो कि:

Kubernetes मा घटना API को सदस्यता लिन्छ;
यसबाट प्रणालीको बारेमा डाटा प्राप्त गर्दछ (यसको बारेमा प्रतिकृति सेटहरू, कोसा, सेवा र यस्तै।);
बारे डाटा प्राप्त गर्दछ तेस्रो पक्ष स्रोतहरू (तल उदाहरणहरू हेर्नुहोस्);
उपस्थिति/परिवर्तनमा प्रतिक्रिया दिन्छ तेस्रो पक्ष स्रोतहरू (उदाहरणका लागि, साइज परिवर्तन गर्न, संस्करण परिवर्तन गर्नुहोस्, र यस्तै);
प्रणालीको स्थितिमा परिवर्तनहरूमा प्रतिक्रिया गर्दछ (यसको बारेमा प्रतिकृति सेटहरू, कोसा, सेवा र यस्तै।);
सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण:
1. Kubernetes API लाई आवश्यक सबै कुरा सिर्जना गर्न कल गर्दछ (फेरि, यसको आफ्नै प्रतिकृति सेटहरू, कोसा, सेवा...),
2. केहि जादू प्रदर्शन गर्दछ (सरल बनाउन, तपाईले सोच्न सक्नुहुन्छ कि अपरेटर आफैं पोडहरूमा जान्छ र आदेशहरू कल गर्दछ, उदाहरणका लागि, क्लस्टरमा सामेल हुन वा संस्करण अद्यावधिक गर्दा डाटा ढाँचा अपग्रेड गर्न)।

वास्तवमा, तस्विरबाट देख्न सकिन्छ, कुबर्नेट्समा एक अलग अनुप्रयोग थपिएको छ (नियमित तैनाथ с प्रतिकृति सेट), जसलाई अपरेटर भनिन्छ। यो एक साधारण पोड मा बस्छ (सामान्यतया एक मात्र) र, एक नियम को रूप मा, यसको लागि मात्र जिम्मेवार छ नेमस्पेस। यो अपरेटर अनुप्रयोगले यसको API लागू गर्दछ - यद्यपि प्रत्यक्ष रूपमा होइन, तर मार्फत तेस्रो पक्ष स्रोतहरू Kubernetes मा।

यसरी, हामीले भित्र सिर्जना गरेपछि नेमस्पेस अपरेटर, हामी यसलाई थप्न सक्छौं तेस्रो पक्ष स्रोतहरू.

आदि को लागि उदाहरण (विवरणका लागि तल हेर्नुहोस्):

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

Elasticsearch को लागि 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

अपरेटरहरूको लागि आवश्यकताहरू

CoreOS ले अपरेटरहरूमा काम गर्दा इन्जिनियरहरूले प्राप्त गरेको मुख्य ढाँचाहरू तयार गर्यो। सबै अपरेटरहरू व्यक्तिगत छन् भन्ने तथ्यको बावजुद (आफ्नै विशेषताहरू र आवश्यकताहरूको साथ एक विशेष अनुप्रयोगको लागि सिर्जना गरिएको), तिनीहरूको सिर्जना निम्न आवश्यकताहरू लागू गर्ने एक प्रकारको फ्रेमवर्कमा आधारित हुनुपर्छ:

स्थापना एकल मार्फत हुनुपर्छ तैनाथ: kubectl सिर्जना -f SOME_OPERATOR_URL/deployment.yaml - र थप कार्यहरू आवश्यक छैन।
Kubernetes मा अपरेटर स्थापना गर्दा, नयाँ तेस्रो-पक्ष प्रकार सिर्जना गर्नुपर्छ (ThirdPartyResource)। अनुप्रयोग उदाहरणहरू (क्लस्टर उदाहरणहरू) सुरु गर्न र तिनीहरूलाई थप व्यवस्थापन गर्न (अद्यावधिक संस्करणहरू, रिसाइजिङ, आदि), प्रयोगकर्ताले यो प्रकार प्रयोग गर्नेछ।
जबसम्म सम्भव हुन्छ, तपाईंले Kubernetes मा निर्मित आदिम प्रयोग गर्नुपर्छ, जस्तै सेवा и प्रतिकृति सेटहरूराम्रोसँग परीक्षण गरिएको र बुझ्न सकिने कोड प्रयोग गर्न।
प्रयोगकर्ता-सिर्जित स्रोतहरूको पुरानो संस्करणहरूको लागि अपरेटरहरूको पछाडि अनुकूलता र समर्थन आवश्यक छ।
यदि अपरेटर हटाइयो भने, एप्लिकेसन आफैले परिवर्तन बिना काम गर्न जारी राख्नुपर्छ।
प्रयोगकर्ताहरूले वांछित अनुप्रयोग संस्करण परिभाषित गर्न र अनुप्रयोग संस्करण अद्यावधिकहरू अर्केस्ट्रेट गर्न सक्षम हुनुपर्छ। सफ्टवेयर अद्यावधिकहरूको अभाव परिचालन र सुरक्षा समस्याहरूको साझा स्रोत हो, त्यसैले अपरेटरहरूले यस मामिलामा प्रयोगकर्ताहरूलाई सहयोग गर्नुपर्छ।
अपरेटरहरूलाई क्याओस मोन्की जस्ता उपकरणको साथ परीक्षण गरिनु पर्छ, जसले पोड, कन्फिगरेसनहरू र नेटवर्कमा सम्भावित विफलताहरू पहिचान गर्दछ।

etcd अपरेटर

अपरेटर कार्यान्वयन उदाहरण - etcd अपरेटर, तयार यस अवधारणाको घोषणाको दिनमा। कोरम कायम गर्न, क्लस्टर सदस्यता पुन: कन्फिगर गर्ने आवश्यकता, ब्याकअपहरू सिर्जना गर्ने, आदिका कारण etcd क्लस्टर कन्फिगरेसन जटिल हुन सक्छ। उदाहरणका लागि, म्यानुअल रूपमा एक etcd क्लस्टर स्केलिङको मतलब तपाईंले नयाँ क्लस्टर सदस्यको लागि DNS नाम सिर्जना गर्न आवश्यक छ, नयाँ etcd संस्था सुरु गर्न, र नयाँ सदस्यको बारेमा क्लस्टरलाई सचेत गर्न आवश्यक छ।etcdctl सदस्य थप्नुहोस्)। अपरेटरको मामलामा, प्रयोगकर्ताले मात्र क्लस्टर साइज परिवर्तन गर्न आवश्यक छ - अन्य सबै स्वचालित रूपमा हुनेछ।

र किनकि etcd पनि CoreOS मा सिर्जना गरिएको थियो, यो यसको अपरेटर पहिले देखा पर्न एकदम तार्किक थियो। उसले कसरी काम गर्छ? अपरेटर तर्क आदि तीन घटक द्वारा निर्धारण गरिएको छ:

अवलोकन गर्नुहोस्। अपरेटरले Kubernetes API को प्रयोग गरेर क्लस्टरको अवस्थालाई निगरानी गर्दछ।
विश्लेषण। हालको स्थिति र वांछित (प्रयोगकर्ता कन्फिगरेसन द्वारा परिभाषित) बीचको भिन्नताहरू फेला पार्छ।
कार्य। etcd र/वा Kubernetes सेवा API हरू प्रयोग गरेर पत्ता लगाइएको भिन्नताहरू समाधान गर्दछ।

यो तर्क लागू गर्न, कार्यहरू अपरेटरमा तयार गरिएको छ सिर्जना / नष्ट गर्नुहोस् (etcd क्लस्टर सदस्यहरू सिर्जना गर्ने र मेटाउने) र पुनःआकार गर्नुहोस् (क्लस्टर सदस्य संख्यामा परिवर्तन)। यसको सञ्चालनको शुद्धता Netflix बाट Chaos Monkey को समानतामा सिर्जना गरिएको उपयोगिता प्रयोग गरेर जाँच गरियो, अर्थात्। आदि पोडहरू अनियमित रूपमा मार्दै।

etcd को पूर्ण सञ्चालनको लागि, अपरेटरले थप सुविधाहरू प्रदान गर्दछ: जगेडा (स्वचालित र प्रयोगकर्ताहरूलाई जगेडा प्रतिलिपिहरू सिर्जना गर्न अदृश्य - कन्फिगरेसनमा तिनीहरूलाई कति पटक बनाउने र कति भण्डार गर्ने - र तिनीहरूबाट डेटाको पछिको पुनर्स्थापना निर्धारण गर्न पर्याप्त छ) र अपग्रेड गर्नुहोस् (डाउनटाइम बिना etcd स्थापनाहरू अद्यावधिक गर्दै)।

अपरेटरसँग काम गर्ने कस्तो देखिन्छ?

$ 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 अपरेटरको हालको स्थिति बिटा संस्करण हो, जसमा Kubernetes 1.5.3+ र etcd 3.0+ चलाउन आवश्यक छ। स्रोत कोड र कागजातहरू (प्रयोगको लागि निर्देशनहरू सहित) मा उपलब्ध छन् GitHub.

CoreOS बाट अर्को उदाहरण कार्यान्वयन सिर्जना गरिएको छ - प्रोमेथियस अपरेटर, तर यो अझै अल्फा संस्करणमा छ (सबै योजनाबद्ध सुविधाहरू लागू गरिएको छैन)।

स्थिति र सम्भावनाहरू

Kubernetes अपरेटरहरूको घोषणा भएको 5 महिना बितिसकेको छ। आधिकारिक CoreOS भण्डारमा (etcd र Prometheus को लागि) अझै दुईवटा मात्र कार्यान्वयन उपलब्ध छन्। दुबै अझै आफ्नो स्थिर संस्करणहरूमा पुगेका छैनन्, तर कमिटहरू दैनिक आधारमा अवलोकन गरिन्छ।

विकासकर्ताहरूले "भविष्यको परिकल्पना गर्दछ जसमा प्रयोगकर्ताहरूले पोस्टग्रेस अपरेटरहरू, क्यासान्ड्रा अपरेटरहरू वा रेडिस अपरेटरहरू तिनीहरूको कुबर्नेट्स क्लस्टरहरूमा स्थापना गर्छन् र यी अनुप्रयोगहरूको स्केलेबल संस्थाहरूसँग सजिलैसँग काम गर्छन् जुन राज्यविहीन वेब अनुप्रयोगहरूको प्रतिकृतिहरू डिप्लोइज गर्न आज छ।" पहिले तेस्रो पक्ष विकासकर्ताहरूबाट अपरेटरहरू साँच्चै देखा पर्न थाले:

Elasticsearch अपरेटर UPMC उद्यमहरूबाट;
PostgreSQL अपरेटर क्रन्ची डाटाबाट (मार्च 2017 को अन्त्यमा घोषणा गरिएको);
रुक अपरेटर Ceph मा आधारित वितरित डाटा भण्डारण प्रणालीका लेखकहरूबाट (Rook अल्फा स्थितिमा छ);
ओपनस्ट्याक अपरेटरहरू SAP CCloud बाट।

सबैभन्दा ठूलो युरोपेली नि: शुल्क सफ्टवेयर सम्मेलन FOSDEM मा, जुन फेब्रुअरी 2017 मा ब्रसेल्समा भएको थियो, CoreOS का जोश वुडले अपरेटरहरू घोषणा गरे। रिपोर्ट (एक भिडियो लिङ्कमा उपलब्ध छ!), जसले फराकिलो खुला स्रोत समुदायमा यस अवधारणाको लोकप्रियताको वृद्धिमा योगदान पुर्‍याउँछ।

PS लेखमा तपाईंको रुचिको लागि धन्यवाद! हाम्रो हबको सदस्यता लिनुहोस्, DevOps र GNU/Linux प्रणाली प्रशासनमा नयाँ सामग्री र रेसिपीहरू नछुटाउनको लागि - हामी तिनीहरूलाई नियमित रूपमा प्रकाशित गर्नेछौं!

स्रोत: www.habr.com

Kubernetes को लागी अपरेटरहरू: स्टेटफुल अनुप्रयोगहरू कसरी चलाउने