کوبرنیتز Kubernetes چیست

به‌زبان ساده کوبرنتیز اجرا و مدیریت تعدادی از کانتینرها را در سرورهای متفاوت که در یک پایگاه داده یا تعدای پایگاه قرار گرفته‌اند را برعهده می ‌گیرد. در کوبرنتیز، کانتینرهای متفاوتی که به طور مشترک برنامه کاربردی خاصی را شامل می ‌شوند به طور جدا مستقل تحت عنوان پاد (Pod)‌ دسته‌ بندی میشوند. این کار فرآیند مدیریت و شناسایی آن‌ها را ساده‌ سازی میکند. پس می‌ توان گفت سازمانها و شرکتهایی که سرویسهای نرم‌ افزاری را اجرا می‌کنند، به کانتینرها ابندای کار نیاز دارند و در نهایت به ابزارهایی مانند کوبرنتیز نیاز دارند تا با کمک کانتینرها، برنامه ‌ها را از یکدیگر جداسازی کنند. این فرآیند ساخت و تست اپلیکیشن ‌ها و سرویس ‌ها را ساده ‌تر میکند و امکان اجرای آن‌ ها در یک زیرساخت مشترک را فراهم می‌ کند. گوگل برای مدیریت کانتینرهای خود  به یک ابزار قدرتمند  نیاز داشت که به همین امر طراحی برنامه ‌ای به نام کوبرنیتز Kubernetes صورت گرفت. بعدها بیشتر شرکت‌ های بزرگ از این ابزار برای اجرای برنامه‌ های خود استفاده کردند تا اینکه امروزه کوبرنتیز به طور همه گیر دردسترس همه برنامه‌ نویسان قرار گرفته است. تعداد کانتینرهایی که کوبرنتیز پشتیبانی می ‌کند به هزارتا هم گاهی اوقات می‌ رسد، به همین ترتیب دسترسی به این کانتینرها با ابزاری به غیر از کوبرنتیز غیر ممکن است.

تفاوت کوبرنیتز Kubernetes با Docker داکر چیست

هردو ابزار برای مدیریت کانتینرها هستند، ولی داکر در مرحله پایین ‌تر این کار را انجام می‌دهد؛ درحالی که کوبرنیتز Kubernetes  در سطح بالاتر و وسعیع تر نیز این کار را برعهده دارد. به طور مثال اگر یکی از اپلیکیشن‌ ها یا برنامه های  شما داخل کانتینر کار نکند کوبرنتیز سریع آن را تشخیص داده و یک کانتینر جدید برای ادامه فعالیت برنامه می‌ سازد و یا اگر کانتینری در هنگام انجام وظیفه اختلالی  در آن ایجاد شود، بازهم کوبرنتیز به کمک ما می آید و این مشکل را برطرف می ‌کند. ولی داکر فقط هنگام  راه‌اندازی و یا از کارانداختن یک برنامه مورد استفاده قرار می‌ گیرد. همانطور که گفتیم زمانی تعداد  کانتینرهای ما خیلی زیاد می ‌شود که داکر از عهده مدیریت آنها بر نمی‌ آید.

شیوه کار کوبرنتیز Kubernetes

 وقتی که یک یا تعدای سرور به عنوان Master انتخاب می ‌شوند و وظایف پردازشی و مدیریتی کلاستر را به عهده می‌ گیرند، وظایفی مثل مجموعه  API برای کاربران، بررسی سلامت دیگر سرورها، تقسیم کار و سامان‌دهی ارتباط بین اجزای. به طور کلی، Master به عنوان نقطه‌ ی اصلی ارتباط با کلاستر شناخته شده و منطق مرکزی Kubernetes را به عهده می‌ گیرد.

دیگر ماشین‌ ها در کلاستر به عنوان Node شناخته می ‌شوند؛ درواقع سرورهایی که مسئولیت پذیرفتن بار کاری را برعهده دارند و آن‌ها را با منابع محلی و خارجی اجرا می‌کنند. برای رعایت ایزوله‌ سازی، انعطاف و مدیریت، Kubernetes برنامه و سرویس‌ ها را در Container اجرا می ‌کند. اغلب از داکر برای این کار استفاده می‌ شود. هر Node، از Master دستورهای ایجاد و حذف Container را دریافت می کند و دستورات لازم شبکه را برای جابجایی ترافیک مربوط به آن تنظیم می‌ کند.

کاربران توسط API تعریف شده ازطریق Master با کلاستر ارتباط برقرار میکنند و برای شروع یک برنامه، یک نقشه ‌ی توصیفی در قالب فایل YAML به کلاستر ارسال می کنند. این فایل نشان می ‌دهد برنامه چگونه ساخته و مدیریت می ‌شود. سپس Master با توجه به نیازمندی کاربر و شرایط سیستم، تصمیم می ‌گیرد که برنامه را چگونه روی زیرساخت های موجود اجرا کند.

درست است که کانتینرفرایند پایه برای پیاده‌سازی برنامه‌ ها در کوبرنتیز است، ولی برای مقیاس ‌پذیری و مدیریت بهتر از یک لایه‌ ی دیگرهم بر روی آن استفاده می‌ شود. به این ترتیب کاربران به جای تعامل مستقیم با کانتینر، از عناصری که Kubernetes ارائه می ‌دهد، استفاده می‌ کنند. یکی از انواع مهم این عناصر، Pod است.

کانتینر به طور مستقیم به ماشین متصل نمی گردد، یک یا چند کانتینتر که در کنار هم قرار دارند در داخل یک Pod کپسوله میگردند. در اجرا، Pod یک یا چند کانتینر را شامل می‌ شود که باید به‌عنوان یک برنامه کنترل شوند Podها تحت عنوان یک واحد مستقل مدیریت می گردند و فضای IPخود را با یکدیگر به اشتراک می ‌گذارند. اغلب Pod شامل یک کانتینر اصلی و تعدادی کانتینر کمکی است. مثلاً، یک Pod ممکن است شامل یک کانتینر باشد که برنامه اصلی را اجرا ‌کند و یک کانتینر کمکی که فایل ‌ها را در یک فایل سیستم اشتراکی ذخیره می ‌کند.

برای افزایش دادن مقیاس یک برنامه از Replication Controller استفاده می ‌گردد. با این ابزار می شود قالب‌ های Pod را شخصی ‌سازی کرد تا نسخه‌ های یکسانی از Pod داشته باشیم و بتوانیم تعداد نسخه‌ های در حال اجرا را کم و زیاد کنیم و Replication Controller به‌شکل اتوماتیک مطمئن شود که تعداد Podهای پیاده شده با آنچه در فایل پیکربندی مشخص شده است، هم‌ خوانی دارد.

Deployment از مواردی است که کاربر به‌شکل مستقیم می ‌تواند  کوبرنتیزرا اجرای برنامه ها ایجاد و مدیریت کند و از Pod و Replication Controller استفاده میکنند ولی سختی کار با آن‌ها را از کاربر پنهان می کند.

مزیت کوبرنیتز Kubernetes

توسط کوبرنتیز شرکت ‌ها میتوانند در فضای ابری برنامه ‌های خود را اجرا کرده و کوبرنتیز را به عنوان یک سرویس عرضه نمایند. ازسمت دیگر با این امکانات کوبرنتیز، بستر  بسیارمناسبی برای ساخت و راه‌اندازی و اجرای برنامه ها را فراهم می ‌کند  و توسعه ‌دهندگان به‌ راحتی  می ‌توانند برنامه خود را طراحی کنند و در پلتفرم‌ های متفاوت انتشار دهند. واضح  است این ویژگی، سرعت توسعه‌ دهندگان را افزایش داده  و به افزایش تمرکز گروه توسعه‌ دهنده در حین توسعه برنامه مورد نظر کمک می‌ کند.

کوبرنتیز امکانات  فنی زیادی را در اختیار توسعه‌ دهندگان قرار می‌ دهند که در این بین می ‌توان به قابلیت بررسی سلامت و تکثیر برنامه ‌ها در مجموعه سرورهای یک مجموعه اشاره کرد. قابلیت تشخیص سرویس‌ها، تعادل حجم ‌بار (Load Balancing) و مدیریت تنظیمات برای ایجاد سیستم‌ هایی که از فناوری معماری Microservice Architecture بهره می‌ برند هم از دیگر قابلیت های کوبرنیتز Kubernetes است.

کوبرنتیز دستورات داخلی ای دارد که برای رسیدگی به کارهای سنگینی است که در مدیریت اپلیکیشن‌ ها انجام می ‌شود و به شما این امکان را می ‌دهد که عملیات روزانه را اتوماتیک کنید. کوبرنتیز به شما این اطمینان خواهد داد که اپلیکیشن ‌های شما همیشه هر ‌طور که می‌ خواهید اجرا شوند.

چرا باید از آن استفاده کنیم

برای پاسخ دادن به نیازهای در حال تغییر کسب‌ و کار و تیم برنامه‌ نویس که بتواند سریع برنامه ‌ها و سرویس‌ های جدید را ایجاد و منتشر کند. پیاده‌سازی مبتنی ‌بر ابر باعث افزایش سرعت در پیاده‌سازی، بهینه‌سازی و اصلاح برنامه ‌ها می گردد. از طرفی اپلیکیشن‌ های تولیدی بزرگ، تعدای کانتینر ایجاد می ‌کنند که باید روی تعدای سرور اجرا شوند. کوبرنتیز قابلیت مدیریت و سامان ‌دهی لازم برای پیاده ‌سازی کانتینرها در مقیاس بالا را برای ما فراهم می ‌کند. با استفاده از کوبرنتیز می ‌توان از سرویس‌ های اضافه مانند Load Balance و Health Check نیز بهره مند شد.

در آخر باید گفت که اگر از یک یا تعداد کمی اپلیکیشن استفاده می ‌کنید پیشنهاد ما داکر است ولی اگر شرکتی هستید که طراحی و توسعه نرم‌ افزار کارشماست حتماً باید از بهترین ابزار ممکن استفاده کنید که Kubernetes مطرح‌ ترین ابزار ممکن است.