کوبرنتیز (Kubernetes) چیست و چه کاربردی دارد؟ {راهنمای جامع}
- mentorx
- ۱۹ دی ۱۴۰۳
برای کسب اطلاعاتی جامع از Kubernetes و دلیل نیاز به آن مطلب زیر را بخوانید.
با گسترش بیشمار استفاده از اپلیکیشن‌ها و سرویس‌ها در فضای ابری، مدیریت مؤثر این سیستم‌ها به یک چالش بزرگ تبدیل شده است. در این میان، کوبرنتیز (Kubernetes) به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین و پرکاربردترین پلتفرم‌ها برای مدیریت کانتینرها، به کمک توسعه‌دهندگان و تیم‌های IT در سازمان ها آمده است. در این مقاله، به طور جامع و مفصل به توضیح اینکه کوبرنتیز چیست و چگونه کار میکند خواهیم پرداخت. این مقاله نه‌تنها برای کسانی که با مفاهیم DevOps و مدیریت کانتینرها آشنا هستند، بلکه برای کسانی که می‌خواهند این موضوعات را به زبان ساده‌تر و کاربردی‌تر یاد بگیرند، مناسب است. پس با آراد آرپانت ارائه دهنده خدمات تخصصی دواپس همراه باشید
در دنیای فناوری اطلاعات و IT ، استفاده از کانتینرها به عنوان یک روش موثر برای بسته‌بندی و اجرای برنامه‌ها افزایش یافته است. با این حال، مدیریت و پیکربندی این برنامه‌ها در محیط‌های متعدد و پیچیده می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. Kubernetes در اینجا به کمک شما می‌آید. کوبرنتیز یا به اصطلاح کوبرنتیس یک پلتفرم مدیریت کانتینرها و جزئی از رایانش ابری Cloud computing است که توسط گوگل توسعه داده شده این ابزار با استفاده از قابلیت‌های خودکارسازی و انتقال بار، به توسعه‌دهندگان و مدیران سیستم‌ها کمک میکند تا به سادگی و با کارایی بالا برنامه‌های کانتینریزه خود را مدیریت کنند. در این مقاله از بلاگ آراد آراپانت می‌خواهیم این پلتفرم را مورد بررسی قرار دهیم.
توضیح ساده‌ای از کوبرنتیز
فرض کنید شما یک بازی تلفن همراه دارید که در آن باید برخی از وظایف را انجام دهید، مانند برداشتن تمام اشیای قرمز روی صفحه یا پریدن بر روی صندلی‌های سبز. حالا فرض کنید بازی شما به اندازه‌ای بزرگ شده که نیاز به کمک دوستان دارید تا این وظایف را انجام دهید. اما این تنها یک یا دو دوست نیستند، بلکه یک تیم بزرگ از افراد است. Kubernetes مانند یک دستگاه مدیریت بازی است که وظیفه دارد تمام اعضای تیم (یعنی برنامه‌های کانتینری) را به صورت منظم و هماهنگ مدیریت کند تا بازی به خوبی انجام شود. این به این معناست که این برنامه به تیم امکان می‌دهد برنامه‌هایشان را بدون مشکل اجرا کنند و از طریق یک ارتباط خوب هماهنگ شوند.
این پلتفرم در واقع یک سیستم است که می‌تواند برنامه‌های کانتینری را روی چندین کامپیوتر مختلف (مانند تلفن همراه‌های دوستان شما) اجرا کند. این سیستم به طور خودکار نظارت میکند که هر برنامه به صورت صحیح و درست اجرا شود و در صورت نیاز به دوستانش برای انجام کارها کمک میکند. علاوه بر این، کوبرنتیز به شما اجازه می‌دهد تا تعداد برنامه‌های کانتینری خود را بزرگ یا کوچک کنید، به این معنا که می‌توانید تعداد دوستان خود را در تیم افزایش دهید یا کم کنید. همچنین، اگر یکی از دوستان شما مشکل داشته باشد یا نیاز به استراحت دارد، Kubernetes به صورت خودکار یک دوست دیگر را برای جایگزینی فراخوانی میکند تا بازی ادامه پیدا کند.
خدمات تخصصی و ویژه آراد آرپانت: خدمات لینوکس
کوبرنتیز چیست و چگونه کار میکند؟
کوبرنتیز Kubernetes در واقع یک پلتفرم متن‌باز برای مدیریت کانتینرها است. این پلتفرم به شما کمک میکند تا اپلیکیشن‌ها و سرویس‌های خود را در مقیاس‌های بزرگ و در محیط‌های مختلف مدیریت کنید. در اصل، کوبرنتیس یا کوبرنتیز به عنوان ابزاری برای خودکارسازی فرآیندهای اجرایی اپلیکیشن‌ها در کانتینرها طراحی شده است. با استفاده از این سیستم، توسعه‌دهندگان می‌توانند به راحتی از کانتینرها در مقیاس بزرگ تری استفاده کنند، بدون اینکه نگرانی‌هایی در مورد مدیریت منابع داشته باشند. در کل، این پلتفرم یک سیستم مدیریت است که کمک میکند تا برنامه‌های کانتینری به خوبی و به صورت منظم اجرا شوند و تمام اعضای تیم با هم هماهنگ شوند تا وظایف را به خوبی انجام دهند.
بیشتر بخوانید: DevOps یا Agile؟ کدامیک بهتر است؟
برخی از ویژگی‌های کلیدی کوبرنتیز عبارتند از:
• مدیریت خودکار پادها (Pods)
• مقیاس‌پذیری خودکار
• مدیریت شبکه کانتینرها
• امنیت پیشرفته
• هماهنگی خودکار بین کانتینرها
• توازن بار (Load balancing)
• خودترمیمی سیستم
تاریخچه کوبرنتیز
برای درک بهتر مفهوم کوبرنتیز یا به اصطلاح کوبرنتیس، بسیار مهم است که بدانیم این فناوری چگونه شکل گرفته است. کوبرنتیز در ابتدا توسط گوگل توسعه داده شد، و به عنوان بخشی از تلاش‌های این شرکت برای حل مشکلات و مدیریت سرویس‌ها در فضای ابری ایجاد شد. تیم توسعه‌دهندگان گوگل که تجربه زیادی در مدیریت سیستم‌های توزیع‌شده داشتند، با استفاده از ابزارهایی که خودشان ایجاد کرده بودند، تصمیم گرفتند پلتفرم کوبرنتیز را ایجاد کنند.
بالاخره در سال 2014، گوگل تصمیم به ارائه کوبرنتیز به عنوان یک پروژه متن‌باز گرفت. این تصمیم به‌سرعت توسط جامعه توسعه‌دهندگان نیز پذیرفته شد و به یکی از ابزارهای مهم در حوزه مدیریت کانتینرها تبدیل شد. امروزه، کوبرنتیز یکی از پراستفاده‌ترین و محبوب‌ترین پلتفرم‌های مدیریت کانتینرها در دنیای فناوری است.
بیشتر بخوانید: افزایش کارایی دواپس با Containerization و Kubernetes!
نحوه کارکرد کوبرنتیز
این پلتفرم به عنوان یک سامانه مدیریت کانتینر برای مدیریت و اجرای برنامه‌ها و خدمات در محیط‌های توزیع‌شده و بسترهای ابری استفاده می‌شود و نحوه کارکرد آن بر اساس مفهوم‌ها و اصول زیر است:
کانتینریزاسیون (Containerization)
این پلتفرم از تکنولوژی کانتینرها مانند Docker برای اجرای برنامه‌ها استفاده میکند. کانتینرها محیطی مستقل را برای اجرای برنامه‌ها فراهم می‌کنند و مجموعه‌ای از منابع (مانند کدها، وابستگی‌ها و تنظیمات) را در خود دربرمی‌گیرند. Kubernetes از این کانتینرها به عنوان واحدهای قابل مدیریت استفاده میکند.
کنترل و مدیریت کانتینرها
این پلتفرم وظیفه مدیریت کانتینرها در خدمات پشتیبانی شبکه را برعهده دارد. این شامل اجرا، توقف، بروزرسانی و حذف کانتینرها است. Kubernetes تعیین میکند که کانتینرها باید در کدام میزبان‌ها اجرا شوند و مطمئن می‌شود که تعداد کانتینرها در حالت مطلوبی قرار دارد.
توازی و توازن بار
این پلتفرم قابلیت توازی (Replication) را فراهم میکند، یعنی برنامه‌ها را در تعدادی از کانتینرها تکثیر کند. این کار به افزایش قابلیت اطمینان و در دسترسی بودن برنامه‌ها کمک میکند. علاوه بر این، کوبرنتیز از توازن بار (Load Balancing) بین این نمونه‌های کانتینری استفاده میکند تا ترافیک به صورت یکنواخت توزیع شود.
بروزرسانی و استقرار
کوبرنتیز امکان بروزرسانی و استقرار برنامه‌ها را به صورت زمانبندی شده و خودکار فراهم میکند. با استفاده از مفهوم "نسخه‌بندی" (Versioning)، می‌توانید برنامه‌های جدید را بروزرسانی کنید و این پلتفرم به طور متوالی و تدریجی بروزرسانی را انجام دهد تا تاثیری بر روی در دسترسی بودن برنامه‌ها نداشته باشد.
مدیریت منابع
کوبرنتیز به شما امکان می‌دهد منابع سیستمی را به صورت مجازی تخصیص دهید و مدیریت کنید. این شامل مقرریت (Constraint) بر روی منابع، تقاضاهای منابع (Resource Requests) و محدودیت‌های توزیع منابع است.
انطباق پذیری
این پلتفرم امکان انتقال برنامه‌ها و خدمات بین محیط‌های مختلف (مانند محیط‌های توزیع‌شده و ابری) را فراهم میکند. این به شما امکان می‌دهد برنامه‌ها را براساس نیازها و محیط‌های مختلف مدیریت و اجرا کنید. Kubernetes با استفاده از این مفاهیم و اصول، برنامه‌ها را به صورت مقیاس‌پذیر، قابل اطمینان و قابلیت انتقال فراهم میکند که به تیم‌های توسعه و عملیاتی امکان می‌دهد بهبود مدیریت برنامه‌ها، بهره‌وری بالا و در دسترس بودن بهتر را تجربه کنند.
بیشتر بخوانید: شرح وظایف نیروی it و شبکه چیست؟
درباره کاربردهای کوبرنتیز بیشتر بدانید
استفاده از این پلتفرم در یک پروژه، به تیم‌ها و سازمان‌ها کمک میکند تا برنامه‌ها و خدمات خود را به صورت مقیاس‌پذیر، قابل انتقال و با در دسترسی بالا مدیریت کنند. این برنامه‌ها و خدمات معمولاً در بسترهای ابری، محیط‌های توزیع‌شده و سرویس‌های وب بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زیر چند مثال از کاربردهای این پلتفرم را بررسی می‌کنیم:
مدیریت و اجرای برنامه‌های میکروسرویس
کوبرنتیز به تیم‌های توسعه و عملیاتی اجازه می‌دهد تا برنامه‌های میکروسرویس خود را در یک محیط توزیع‌شده مدیریت کنند. با استفاده از این پلتفرم، هر سرویس میکروسرویس می‌تواند به صورت مستقل در یک کانتینر قرار گیرد و با استفاده از ویژگی‌هایی مانند توازی، توازن بار و انتظام‌دادن، مقیاس‌پذیری و در دسترسی بالا را بهبود دهد.
استقرار برنامه‌های وب مقیاس‌پذیر
این پلتفرم به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد برنامه‌های وب خود را در بسترهای ابری و محیط‌های توزیع‌شده استقرار دهند. با استفاده از این پلتفرم، می‌توان برنامه‌های وب را به صورت متناوب بروزرسانی کرده، مقیاس‌پذیری افزایش یا کاهش داده و به صورت خودکار بازیابی از خطاها را انجام داد.
توسعه و تست محیط‌های توزیع‌شده
این پلتفرم برای توسعه و تست برنامه‌ها در محیط‌های توزیع‌شده و بسترهای ابری بسیار مفید است. با استفاده از کوبرنتیز، می‌توان محیط‌های توسعه و تست را به صورت مشابه با محیط تولیدی پیکربندی کرده و برنامه‌ها را با اطمینان بیشتری تست و ارزیابی کرد.
مدیریت و اجرای پایگاه داده‌ها
کوبرنتیز به تیم‌های عملیاتی امکان می‌دهد پایگاه داده‌های خود را در بسترهای توزیع‌شده مدیریت کنند. با استفاده از این پلتفرم، می‌توان پایگاه داده‌های اصلی و پشتیبان (بکاپ چیست؟) را به صورت قابل مقیاس‌پذیر در کانتینرها اجرا کرده و در دسترسی بالا نگهداشت. این تنها چند مثال از کاربردهای این پلتفرم هستند و در واقعیت بسیار گسترده‌تر از این هستند. کوبرنتیز به تیم‌های توسعه و عملیاتی امکان می‌دهد برنامه‌ها و خدمات خود را به صورت هوشمندانه و با بهره‌وری بالا مدیریت کنند و از سرعت توسعه، انعطاف‌پذیری و قابلیت در دسترس بودن برخوردار شوند.
بیشتر بخوانید: هزینه خدمات دواپس برای یک شرکت کوچک و متوسط چقدر است؟
اجزای اصلی کوبرنتیز
درک کار پلتفرم کوبرنتیز بدون آشنایی با اجزای اصلی آن کار دشواری است. در این بخش، به بررسی اجزای کلیدی این پلتفرم می‌پردازیم:
- پاد (Pod): پاد کوچک‌ترین واحد اجرایی در این پلتفرم است و می‌تواند شامل یک یا چند کانتینر باشد. کانتینرهای داخل یک پاد معمولاً منابع مشترک مانند شبکه و ذخیره‌سازی دارند و با هم به‌طور نزدیک در ارتباط هستند.
- نود (Node): نود به ماشین فیزیکی یا مجازی اطلاق می‌شود که کانتینرها روی آن اجرا می‌شوند. هر نود می‌تواند چندین پاد را اجرا کند و نودها برای هماهنگی و مدیریت پادها با یکدیگر تعامل دارند.
- کلاستر (Cluster): کلاستر مجموعه‌ای از نودها است که با هم کار می‌کنند. به‌طور کلی، کوبرنتیز تمام منابع و فرآیندها را در سطح کلاستر مدیریت میکند. کلاسترها معمولاً در یک محیط توزیع‌شده قرار دارند و می‌توانند مقیاس‌های مختلفی داشته باشند.
- کنترلر (Controller): کنترلرها اجزای مهمی در این پلتفرم کاربردی هستند که مسئول نظارت و نگهداری وضعیت پادها و سایر منابع هستند. آن‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که سیستم همیشه به‌طور مطلوب عمل میکند. به‌طور مثال، کنترلر ReplicaSet تعداد مشخصی از پادها را همیشه در حالت اجرا نگه می‌دارد.
- خدمات (Service): یک سرویس در Kubernetes رابطی ثابت برای پادها ایجاد میکند. این سرویس‌ها درخواست‌ها را به‌طور خودکار بین پادهای مختلف هدایت می‌کنند، حتی اگر پادها تغییر کنند یا از بین بروند. این ویژگی برای دسترسی یکنواخت به اپلیکیشن‌ها بسیار مفید است.
- نام‌گذاری و کشف (Service Discovery and Naming): یکی دیگر از ویژگی‌های کلیدی این پلتفرم، قابلیت کشف خودکار سرویس‌ها و نودها است. این ویژگی امکان می‌دهد تا سرویس‌ها و اپلیکیشن‌ها به‌طور خودکار در محیط‌های بزرگ شناسایی و به هم متصل شوند.
تفاوت های داکر و کوبرنتیز
Kubernetes و Docker هر دو ابزارهای محبوب در زمینه مدیریت برنامه‌های کانتینری هستند، اما هر یک نقش‌ها و وظایف متفاوتی دارند. در ادامه، تفاوت‌های اصلی بین کوبرنتیز و Docker را توضیح می‌دهیم:
Docker
Docker یک پلتفرم کانتینریزاسیون است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برنامه‌های خود را در یک بستر قابل حمل و قابل توسعه بسته‌بندی و اجرا کنند. Docker مجازی‌سازی سطح سیستم عامل را استفاده میکند، به این معنا که هر کانتینر شامل سیستم عامل و بستر اجرایی خود است. این باعث می‌شود کانتینرها به طور سریع و سبک قابلیت اجرا را داشته باشند. Docker به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا بسته‌بندی، توزیع و اجرای برنامه‌های کانتینری را به صورت مستقل از محیط اجرایی سیستم عامل انجام دهند. Docker معمولاً برای محیط‌های توسعه، تست و تجزیه و تحلیل به کار می‌رود و می‌تواند به عنوان یک ابزار محلی در بسترهای مختلف استفاده شود.
اما کوبرنتیز یک سامانه مدیریت ارکان کانتینری است که برای مدیریت و ارتباط بین برنامه‌های کانتینری در یک بستر توزیع‌شده استفاده می‌شود. کوبرنتیز قابلیت‌هایی مانند مدیریت مقیاس‌پذیری، توازن بار، توزیع خودکار، نظم‌دادن و دسترسی بالا را فراهم میکند. این پلتفرم متن باز مسئول مدیریت و کنترل منابع سخت‌افزاری، مدیریت اجرا و برنامه‌ها، مانیتورینگ و مدیریت خطا و راه‌اندازی مجدد است و به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد برنامه‌های کانتینری خود را به صورت مستقل از محیط اجرایی مشخص در یک بستر توزیع‌شده اجرا کنند.
به طور خلاصه، Docker به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برنامه‌های کانتینری را بسته‌بندی و اجرا کنند، در حالی که Kubernetes به مدیران سیستم و تیم‌های عملیاتی امکان می‌دهد برنامه‌های کانتینری را به صورت مقیاس‌پذیر و مدیریت شده در یک بستر توزیع‌شده اجرا کنند.
سخن آخر
در مجموع می‌توان گفت، کوبرنتیز به شما کمک میکند برنامه‌ها و خدمات خود را به صورت مقیاس‌پذیر، قابل انتقال و با دسترسی بالا مدیریت کنید. این باعث می‌شود تا بهره‌وری بهتر، انعطاف‌پذیری و قابلیت اطمینان بیشتری در محیط‌های توزیع‌شده و ابری داشته باشید.شما می‌توانید برای دیافت خدمات پشتیبانی شبکه‌های کامپیوتر، و ، با کارشناسان و مشاوران آراد آرپانت در ارتباط باشید. شما می‌توانید برای دیافت خدمات پشتیبانی شبکه‌های کامپیوتر، خدمات امنیت شبکه و خدمات پشتیبانی شبکه با کارشناسان و مشاوران آراد آرپانت در ارتباط باشید.