Fontos alapfogalmak a Kubernetes világában

| Olvasási idő: 3 perc |

Miután megismertük a Kubernetes alapvető architektúráját, érdemes néhány kulcsfontosságú fogalommal is megismerkedni. Ezekkel az objektumokkal később is dolgozunk majd, de már most hasznos, ha megértjük, hogyan illeszkednek a teljes rendszerbe.

Mi is az a Kubernetes?

A Kubernetes egy konténer-orchesztrációs rendszer, amelyet arra terveztek, hogy automatizálja a konténerek telepítését, kezelését, skálázását és frissítését. Fontos megérteni, hogy a Kubernetes nem egyesével kezeli a konténereket, hanem úgynevezett Podokba csoportosítva.

Pod

A Pod a Kubernetes legkisebb egysége, amely egy vagy több konténert tartalmaz. Ezek a konténerek:

• azonos IP-címen osztoznak,
• közösen használják a tárolókat (volumes),
• ugyanabba a névtérbe (namespace) tartoznak.

Általában egy Pod egy alkalmazást futtat, míg a többi konténer segédszolgáltatásokat nyújthat hozzá (például loggyűjtés, proxy, stb.).

Namespace – névterek

A namespace, vagy magyarul névtér egy logikai szeparációs eszköz a Kubernetesben. Fő célja:

• az erőforrások elkülönítése (pl. fejlesztés, teszt, éles környezet),
• a több bérlős környezetek (multi-tenant) biztonságos kezelése,
• jogosultságok és kvóták könnyebb szabályozása.

Vannak klaszter szintű objektumok (pl. node-ok), és olyanok is, amelyek csak egy namespace-hez tartoznak. Ha különböző namespace-ekben lévő Podok szeretnének kommunikálni egymással, ahhoz Service objektumokra van szükség.

Orchestráció és vezérlők (operators)

A Kubernetes vezérlését úgynevezett „watch-loopokkal”, azaz operátorokkal végzi. Ezek figyelik a kube-apiserver állapotát, és ha eltérés van az elvárt (deklarált) és a valós állapot között, akkor lépnek közbe.

A leggyakoribb operátor típusok:

• Deployment: konténerek kezelése (nem közvetlenül a Podokkal dolgozik).
• ReplicaSet: a Podok darabszámát kezeli a megadott sablon (podSpec) alapján.
• Kubelet: a node-on futó ügynök, amely végrehajtja a podSpec utasításait (pl. konténer letöltés, indítás, leállítás).

Az alapértelmezett és legtöbbet használt operátor a Deployment, amely biztosítja, hogy az alkalmazás mindig a kívánt példányszámban és konfigurációval fusson.

Custom Resource Definitions (CRD)

Ha a beépített vezérlők nem elegendők, akkor saját típusú erőforrásokat és operátorokat is létrehozhatunk. Ezt CRD-nek (Custom Resource Definition) nevezzük, és ezáltal bővíthetjük a Kubernetes képességeit.

apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
 name: blog.cloudmentor.hu
spec:
 group: cloudmentor.hu
 versions:
 - name: v1
 served: true
 storage: true
 schema:
 openAPIV3Schema:
 type: object
 properties:
 spec:
 type: object
 properties:
 domain:
 type: string
 replicas:
 type: integer
 subresources:
 status: {}
 scope: Namespaced
 names:
 plural: websites
 singular: website
 kind: Website
 shortNames:
 - web

Szolgáltatások – Service

A Kubernetesben a Service objektum biztosítja a hálózati elérhetőséget a Podok között, különböző namespace-ek között, vagy a klaszteren kívülről.

• Label alapú működés: a Service címkék alapján találja meg a hozzá tartozó Podokat.
• A Service a Endpoint operátortól szerzi meg a Podok IP-címeit és elérési információit.
• A Service tehát egyfajta virtuális IP-címként viselkedik, ami mögött a megfelelő Pod(ok) állnak.

Címkék (Labels) és azonosítók

A Kubernetesben nehézkes lenne több ezer Pod vagy objektum kezelése, ha mindig név vagy UID alapján kellene hivatkozni rájuk. Ezért:

• használhatunk címkéket (labels) – tetszőleges kulcs-érték párok, melyek az objektum metaadataihoz tartoznak.
• így például egy parancs segítségével kiválaszthatunk minden olyan Podot, amelynek az app=web címkéje van, anélkül hogy ismernénk a nevüket.

Taints és tolerations

Az egyes node-ok megjelölhetők úgynevezett taint-ekkel, hogy elkerüljék a Podok automatikus ütemezését oda. Ha egy Pod mégis ilyen node-on szeretne futni, akkor az objektum toleration beállításával jelezheti, hogy elfogadja ezt a környezetet.

Ez az alapismereteket bemutató rész egy fontos lépcsőfok ahhoz, hogy megértsük, hogyan működik a Kubernetes rendszerszinten. A későbbi gyakorlati példákban ezek a fogalmak újra és újra elő fognak kerülni.

Ugye milyen izgalmas ez a világ? És még csak most kezdtük el…