کوبرنتیز چیست؟ همه چیز درباره کاربردها، معماری و نحوه کار Kubernetes را بیاموزید

کوبرنتیز چیست و چه کاربردی دارد؟

کوبرنتیزچیست؟ این ابزار یک سیستم متن‌باز برای مدیریت برنامه‌ها و اجرای آن‌ها در مقیاس بزرگ با کمترین چالش و پیچیدگی است. برای درک بهتر عملکرد این پلتفرم، تصور کنید که یک وب‌سایت دارید که دارای چندین سرویس مانند سرویس مدیریت پایگاه داده و سرویس نمایش صفحات مختلف به کاربران است. هر کدام از این بخش‌ها یک کانتینر محسوب می‌شود.

کوبرنتیز به شما این اطمینان را می‌دهد که در هر زمان تعداد مشخصی از این کانتینرها در حال اجرا هستند و در صورت خرابی هر کانتینر، این بخش مجدداً راه‌اندازی شده یا جایگزین می‌شود. در نتیجه همیشه سایت فعال می‌ماند و با مشکلاتی مانند از دسترس خارج شدن برنامه به دلیل اختلال در یک بخش مواجه نخواهید شد. با این مقاله از ابرآراز همراه باشید و درباره Kubernetes چیست و مزایا و معایب آن بیشتر بدانید.

کوبرنتیز (Kubernetes) چیست؟

کوبرنتیز به زبان ساده یک ابزار متن‌باز است که برای مدیریت، خودکار سازی و هماهنگ کردن کانتینرها استفاده می‌شود. یعنی اگر یک برنامه دارید که در قالب چندین کانتینر اجرا می‌شود، Kubernetes کمکتان می‌کند تا هر کدام از کانتینرها را به صورت جداگانه مدیریت کرده و اجرا کنید. همچنین با کمک کوبرنتیز می‌توانید مقیاس‌بندی کانتینرها را به بهترین نحو انجام داده و منابع آن‌ها را کم یا زیاد کنید.

در واقع، کوبرنتیز مانند یک ابزار هوشمند عمل می‌کند و درباره نحوه اجرای کانتینرها، رفع مشکلات احتمالی آن‌ها و تخصیص منابع به هر کانتینر کمکتان می‌کند. این ابزار برای محیط‌های پیچیده‌ای که برنامه‌ها به صورت میکروسرویس طراحی شده‌اند و روی چندین سرور مجزا اجرا می‌شوند، مناسب است.

کوبرنتیز چگونه کار می کند؟

یک خوشه کوبرنتیز شبیه یک سیستم هوشمند است. این خوشه هوشمند وظیفه مدیریت و اجرای برنامه‌های کانتینرها را روی گروهی از سرورها بر عهده دارد. خوشه اصلی این ابزار از دو بخش صفحه کنترل و گره‌ها تشکیل شده. صفحه کنترل همان مغز متفکر Kubernetes است که مسئولیت هماهنگی و مدیریت کل خوشه را بر عهده دارد. این بخش از ابزار تصمیم می‌گیرد که کدام برنامه‌ها باید اجرا شوند، این برنامه باید روی کدام گره‌ها قرار بگیرند و مطلوب‌ترین وضعیت برای هر خوشه چیست و چطور می‌توان این شرایط را حفظ کرد.

گره‌ها (Nodes) ماشین‌های محاسباتی فیزیکی یا مجازی هستند که وظیفه اجرای برنامه‌ها را بر عهده دارند. روی هر کدام از این گروه‌ها، پادها (Pods) به‌عنوان کوچک‌ترین واحد اجرایی کوبرنتیز مستقر هستند. هر کدام از پادها نیز شامل یک یا چند کانتینر هستند.

برای شروع کار، صفحه کنترل دستورات مدیر یا تیم DevOps را دریافت می‌کند. سپس کارها را به صورت خودکار روی گره‌های مناسب برای اجرا توزیع می‌کند. در نهایت Kubernetes روی اجرای خودکار برنامه‌ها نظارت دارد، تا در صورت خرابی هر کانتینر بتواند آن مجدداً راه‌اندازی کرده یا جایگزین کند. در این شرایط منابع محاسباتی سیستم مانند CPU و حافظه به شکل بهینه بین پادها توزیع می‌شوند، تا منابع مورد نیاز برای هر برنامه موجود باشد. در نتیجه، با کمک کوبرنتیز، برنامه‌های کانتینرها به صورت بهینه و با کمترین پیچیدگی اجرا می‌شوند و عملکرد کل سیستم بهینه خواهد شد.

کانتینر چیست؟

کانتینرها برنامه‌ها را از زیرساخت میزبان اصلی جدا می‌کنند. به همین خاطر استقرار برنامه‌های در محیط‌های مختلف و روی سیستم عامل‌های متنوع دیگر چالش‌های قدیمی را ندارد. در کوبرنتیز، کانتینرها درون یک پاد (Pod) قرار می‌گیرند و پادها روی گره‌ها (Nodes) مستقر می‌شوند. با اجرای پادها توسط هر گره، برنامه‌هایی که درون کانتینرها قرار دارند فراخوانی و اجرا می‌شوند. این موضوع به Kubernetes کمک می‌کند تا برنامه‌ها را در کلاسترهایش بهتر مدیریت کرده و هماهنگی بیشتری برای اجرای برنامه‌های هر گره ایجاد کند.

کلاستر کوبرنتیز چیست؟

یک کلاستر کوبرنتیز شامل مجموعه‌ای از تمام اجزای Kubernetes است که برای اجرای برنامه‌های مختلف در کنار هم فعالیت می‌کنند. کلاستر می‌تواند روی یک ماشین فیزیکی مانند لپ‌تاپ، کامپیوتر شخصی یا روی ماشین‌های مجازی اجرا شود. حتی اگر تنها یک ماشین داشته باشید و یک سیستم کامل Kubernetes را روی آن پیاده‌سازی کنید، آن ماشین به‌ عنوان یک کلاستر کوبرنتیز عمل خواهد کرد.

کاربردهای کوبرنتیز چیست؟

این ابزار حرفه‌ای برای ایجاد برنامه‌هایی استفاده می‌شود که به راحتی قابل مدیریت و استقرار در هر مکانی هستند و یک چارچوب مناسب را برای اجرای انعطاف‌پذیر سیستم‌های توزیع شده در اختیار کاربران قرار می‌دهد. از جمله کاربردهای رایج و مهم کوبرنتیز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• کشف سرویس و متعادل‌سازی بار

کوبرنتیز می‌تواند به‌ طور خودکار کانتینرها را با استفاده از نام DNS یا آدرس IP آن‌ها شناسایی کرده و در دسترس قرار دهد. زمانی که ترافیک ارسالی به یک کانتینر افزایش پیدا کند، Kubernetes قادر است به‌ طور خودکار ترافیک را بین کانتینرها توزیع کند، تا استقرا پایدار باقی بماند. این کار به متعادل‌سازی بار سیستم کمک می‌کند.

• سازماندهی ذخیره‌سازی

Kubernetes به کاربران این امکان را می‌دهد که سیستم‌های ذخیره‌سازی مورد نظرشان را به‌ طور خودکار نصب کنند. این سیستم‌ها می‌تواند شامل سرویس‌های ذخیره‌سازی‌ محلی، ذخیره‌سازی‌های ابر عمومی یا هر سیستم ذخیره‌سازی دیگری باشد که برنامه‌هایتان به آن نیاز دارند.

• بازگشت خودکار

این ابزار کارآمد این امکان را برایتان فراهم می‌کند که وضعیت دلخواه برای کانتینرهای مستقرتان را مشخص کنید و وضعیت واقعی آن‌ها را با استفاده از نرخ‌های کنترل‌شده، به وضعیت مطلوب تغییر دهید. به‌ عنوان مثال می‌توانید Kubernetes را برای ایجاد کانتینرهای جدید برای استقرار مد نظرتان خودکار کرده و کانتینرهای قدیمی را حذف کنید، تا تمام منابع آن‌ها در اختیار کانتیرهای جدید قرار بگیرد.

•  بسته‌بندی خودکار

کوبرنتیز این امکان را برایتان فراهم می‌کند که مجموعه‌ای از گره‌ها را برای اجرای کانتینرهای خود معرفی کنید. در این شرایط می‌توانید به Kubernetes بگویید که هر کانتینر به چه مقدار منابع مانند CPU و RAM نیاز دارد. سپس این پلتفرم به‌ طور خودکار کانتینرها را بر اساس نیازهای منابع و شرایط مد نظر روی مناسب‌ترین گره‌ها قرار می‌دهد.

• خود درمانی (Self-Healing)

Kubernetes به‌ طور خودکار کانتینرهایی که خراب می‌شوند را دوباره راه‌اندازی می‌کند. همچنین اگر کانتینری نتواند به وضعیت سلامتش برگردد، آن را جایگزین می‌کند؛ بنابراین، این ابزار فقط کانتینرهایی را در دسترس مشتریان قرار می‌دهد که آماده اجرا و سالم باشند. در نتیجه، سیستم برنامه‌ها را به صورت منظم و بدون مشکل اجرا می‌کند و دچار اختلال نخواهد شد.

• مدیریت مخفی و پیکربندی

کوبرنتیز امکان ذخیره‌سازی و مدیریت اطلاعات حساس مانند رمزهای عبور، نشانه‌های OAuth و کلیدهای SSH را بدون افشای آن‌ها به‌ طور مستقیم برای کاربران فراهم می‌کند. این اطلاعات را می‌توانید بدون نیاز به بازسازی کانتینرها یا افشای آن‌ها در پیکربندی پشته، به طور مداوم به‌روزرسانی کنید.

•  اجرای دسته‌ای (Batch Execution)

علاوه بر مدیریت سرویس‌ها، این پلتفرم می‌تواند بارهای کاری دسته‌ای مانند CI/CD را نیز مدیریت کند؛ یعنی اگر یک کانتینر خراب شد، این ابزار به‌ طور خودکار آن را جایگزین می‌کند و کار سیستم ادامه پیدا خواهد کرد.

• امکان مقیاس بندی افقی

کوبرنتیز این امکان را به شما می‌دهد که برنامه‌هایتان را بر اساس میزان استفاده از منابع مانند CPU به‌ طور خودکار مقیاس دهی و کم یا زیاد کنید. یعنی با کمک این ابزار می‌توانید تعداد کانتینرها را بر اساس تقاضا و بارکاری افزایش یا کاهش دهید.

•  پشتیبانی از IPv4/IPv

Kubernetes از هر دو پروتکل آدرس‌دهی IPv4 و IPv6 پشتیبانی می‌کند و می‌تواند آدرس‌های IP را به طور خودکار به پادها و سرویس‌ها تخصیص دهد. این موضوع کمکتان می‌کند تا بهتر شبکه را مدیریت کنید.

• طراحی مناسب برای توسعه‌پذیری

این ابزار به نحوی طراحی شده است که امکان اضافه کردن ویژگی‌ها به خوشه‌ها بدون نیاز به تغییر کد منبع بالادست در آن وجود دارد. در نتیجه می‌توانید سیستمتان را بدون نیاز به تغییرات عمده، به‌ راحتی توسعه دهید.

• افزایش سرعت توسعه

کوبرنتیز به کاربران کمک می‌کند تا برنامه‌هایی مبتنی بر میکروسرویس‌های بومی ابری بسازند. این پلتفرم از کانتینری سازی برنامه‌های موجود نیز پشتیبانی می‌کند و این امکان را به توسعه‌دهندگان می‌دهد تا اپلیکیشن‌ها را سریع‌تر توسعه دهند.

• استقرار برنامه‌ها در هر مکانی

این ابزار برای اجرا در هر محیطی طراحی شده است. در نتیجه به راحتی با کمک کوبرنتیز می‌توانید برنامه‌هایتان را در هر مکانی چه در محیط‌های درون سایت و چه در ابر عمومی اجرا کنید. همچنین با کمک Kubernetes امکان این را دارید که استقرارهای هیبریدی نیز بین این دو محیط داشته باشید.

چرا به کوبرنتیز نیاز داریم؟

ما به Kubernetes نیاز داریم، چون این ابزار به‌ طور خودکار برنامه‌ها را مدیریت می‌کند. زمانی که برنامه‌ها در کانتینرهای مختلف کوبرنتیز قرار می‌گیرند، این ابزار می‌تواند به‌ راحتی آن‌ها را سازماندهی کرده و تعداد برنامه‌های کانتینرها را با توجه به نیاز آن‌ها افزایش یا کاهش دهد.

در صورتی که موقع اجرای برنامه‌ها یکی از کانتینرها یا سرورها خراب شود، این ابزار به‌طور خودکار آن را تعمیر یا جایگزین می‌کند؛ بنابراین برنامه‌ها همیشه در دسترس هستند و سیستم پایدار باقی می‌ماند. به همین دلیل است که از این ابزار هوشمند برای سرورهای محلی یا فضای ابری استفاده می‌شود. چون کوبرنتیز به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا بدون اینکه نگرانی درباره جزییات فنی یا نحوه اجرای برنامه‌ها داشته باشند، به راحتی کدهایشان را توسعه دهند.

مقایسه کوبرنتیز و داکر

Kubernetes و داکر در عین شباهت‌هایی که برای اجرای کانتینرهای مختلف دارند و مکمل هم هستند، اما به عنوان دو ابزار مختلف استفاده می‌شود. با کمک داکر می‌توانید هر آنچه برای اجرای برنامه‌هایتان نیاز دارید را درون یک کانتینر قرار دهید و در زمان و مکان مورد نیاز، این برنامه‌ها را بازیابی و استفاده کنید. برای مدیریت این برنامه‌های بسته‌بندی‌شده، نیاز به استفاده از کوبرنتیز دارید. این عبارت از یک کلمه یونانی که به معنی «کاپیتان» است گرفته شده. چون همان‌طور که کاپیتان وظیفه مدیریت سفر ایمن کشتی در دریا را بر عهده دارد، Kubernetes هم مسئولیت حمل و تحویل درست بسته‌ها را به محل استفاده از آن‌ها بر عهده دارد.

Kubernetes را می‌توان با یا بدون Docker استفاده کرد و داکر یک جایگزین برای کوبرنتیز نیست. در جدول زیر مقایسه کلی این دو ابزار کاربردی را برای درک بهتر تفاوت‌های آن‌ها انجام داده‌ایم.

معماری و اجزای کوبرنتیز

این ابزار کارآمد از اجزای مختلفی تشکیل شده است و برای شناخت بهتر کارکرد کوبرنتیز، باید این بخش‌ها را بشناسید. در ادامه معماری این پلتفرم حرفه‌ای را برای درک بهتر عملکرد آن بررسی کرده‌ایم.

• صفحه کنترل (Control Plane)

صفحه کنترل این ابزار همان قلب مدیریتی Kubernetes است. سرور API در این بخش به‌ عنوان نقطه ورودی اصلی شناخته می‌شود و مسئولیت دریافت و پردازش درخواست‌ها از کاربران یا اجزای داخلی را بر عهده دارد. این درخواست‌ها می‌توانند از طریق ابزارهایی مانند kubectl یا رابط‌های دیگر برای این بخش ارسال شوند.

• زمان‌بند (Scheduler)

این بخش از ابزار تصمیم‌گیری می‌کند که هر Pod روی کدام گره اجرا شود. این تصمیم‌گیری بر اساس منابع موجود، محدودیت‌ها و اولویت‌ها انجام می‌شود.

• مدیر کنترل‌کننده (Controller Manager)

این بخش وضعیت خوشه را بررسی کرده و آن را مدیریت می‌کند. این قسمت ابزار کوبرنتیز دارای کنترل‌کننده‌هایی مانند تکرار، فضای نام و استقرار است. این قسمت‌ها به هماهنگی بهتر قسمت‌های مختلف برای خودکارسازی عملیات کمک می‌کنند.

• پایگاه داده Etcd

این قسمت به‌ عنوان محل امن ذخیره‌سازی اطلاعات پیکربندی و وضعیت خوشه عمل می‌کند. پایگاه داده کوبرنتیز توزیع‌‌شده است و تحمل‌ پذیر بالایی در برابر خطا دارد. در نتیجه این بخش از ابزار، اجزای مختلف خوشه را همگام و یکپارچه نگه می‌دارد.

• مدیر کنترل‌کننده ابری (Cloud Controller Manager)

این قسمت وظیفه ارتباط Kubernetes با ارائه‌دهندگان خدمات ابری را فراهم می‌کند. همچنین این قسمت برای مدیریت وظایفی مانند مقیاس‌دهی خودکار و متعادل‌سازی بار نیز استفاده می‌شود.

• گره‌های کارگر (Worker Nodes)

گره‌های کارگر واحدهای اجرایی کوبرنتیز محسوب می‌شوند. این گره‌ها میزبان پادها و کانتینرهای درون آن‌ها هستند. هر گره شامل چند بخش اصلی است و به توزیع بار روی پادها و کانتینرها نظارت دارد.

•  Pod در کوبرنتیز

پادها کوچک‌ترین واحد اجرایی در Kubernetes هستند و هر کدام از آن‌ها شامل یک یا چند کانتینر می‌شود. پادها به نحوی طراحی شده‌اند که در صورت بروز مشکل عملکردی، به‌ طور خودکار دوباره ایجاد شوند تا عملکرد سیستم مختل نشود.

• موتور زمان اجرای کانتینر (Container Runtime Engine)

این بخش همانند داکر مسئول اجرای کانتینرها در گره‌ها است. البته در کوبرنتیز، این بخش از سایر زمان‌های اجرای کانتینر مانند CRI-O نیز پشتیبانی می‌کند.

• کیوب‌لِت (Kubelet)

این بخش یک عامل مهم در گره است که وظیفه برقراری ارتباط با صفحه کنترل و اجرای دستورات آن را بر عهده دارد. همچنین، این بخش، چرخه حیات پادها را نیز را مدیریت می‌کند.

• کیوب‌پراکسی( Kube-proxy)

این قسمت پروکسی شبکه‌ای است که ارتباطات شبکه بین سرویس‌ها، پادها و منابع خارجی را مدیریت می‌کند.

• شبکه کانتینری (Container Network)

شبکه گره‌ها توسط شبکه مخصوص این ابزار  به هم متصل شده و ارتباط کانتینرها با یکدیگر یا میزبان را ممکن می‌کنند. این شبکه معمولاً با استفاده از پلاگین‌هایی مانند Calico یا Flannel پیاده‌سازی می‌شود.

• ذخیره‌سازی دائمی در کوبرنتیز

کانتینرها به‌ صورت بدون حالت طراحی شده‌اند؛ یعنی با حذف آن‌ها، داده‌های ذخیره‌شده روی کانتینر نیز از بین می‌رود. برای حل این مشکل، کوبرنتیز قابلیت ذخیره‌سازی دائمی را فراهم می‌کند. در این ابزار از PVs و PVCs برای مدیریت این نوع ذخیره‌سازی استفاده می‌شود. این قسمت‌ها به برنامه‌ها اجازه می‌دهند تا داده‌ها را حتی پس از حذف پادها همچنان حفظ کنند.

• Helm یا مدیر بسته در کوبرنتیز

Helm ابزاری است که برای مدیریت و استقرار بسته‌های کوبرنتیز استفاده می‌شود. این ابزار نمودارهای از پیش تنظیم‌شده‌ای را ارائه می‌دهد که فرایند استقرار برنامه‌های پیچیده را ساده‌تر می‌کند. با استفاده از Helm می‌توانید به‌راحتی نسخه‌های مختلفی از برنامه‌ها را مدیریت کرده و پیچیدگی‌های مربوط به تنظیمات این ابزار کاربردی را کاهش دهید.

مزایا و معایب کوبرنتیز

با وجود اینکه Kubernetes یک سیستم پیشرفته برای مدیریت بار سیستم و انجام کارها محسوب می‌شود؛ اما این ابزار حرفه‌ای نیز مانند سایر ابزارهای شبکه دارای مزایا و معایب خاص خودش است. در ادامه برخی از مهم‌ترین مزایا و معایب کوبرنتیز را برای شناخت بیشتر بررسی کرده‌ایم.

مزایای استفاده از کوبرنتیز برای استقرار برنامه‌ها

از جمله مهم‌ترین مزایای کوبرنتیز برای اجرای برنامه در سرورهای مختلف می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• مقیاس‌پذیری

کوبرنتیز به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که برنامه‌های خودشان را به راحتی مقیاس بندی کرده و تعداد نمونه‌های در حال اجرا را بر اساس تقاضا تنظیم کند. این ویژگی موجب می‌شود تا برنامه‌ها با نوسانات ترافیک مقابله کنند و در صورت افزایش ترافیک شبکه یا کاهش ترافیک، به راحتی امکان افزایش یا کاهش منابع وجود داشته باشد.

• بهره‌وری منابع

این پلتفرم به طور خودکار کانتینرها را در بین گره‌ها توزیع کرده و از منابع به بهترین نحو استفاده می‌کند، در نتیجه هزینه سربار با کمک Kubernetes کاهش پیدا خواهد کرد. این ویژگی به سازمان‌ها کمک می‌کند تا با بهره‌برداری بهینه از منابع خودشان، هزینه‌های زیرساخت را به حداقل برسانند.

• در دسترس بودن

با کمک این ابزار اطمینان خواهید داشت که برنامه‌هایتان همیشه در دسترس هستند. چون این پلتفرم به‌طور خودکار کانتینرهای از کار افتاده را مجدداً راه‌اندازی کرده و نمونه‌های اضافی کانتینرها را در گره‌های مختلف توزیع می‌کند. در نتیجه، در صورت بروز خرابی در یک گره، برنامه بدون قطعی در دسترس می‌ماند و خرابی‌های جزئی تاثیری روی دسترسی کاربران به برنامه نخواهند داشت.

• قابلیت حمل

کوبرنتیز به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که برنامه‌های خودشان را در هر محیطی از جمله محیط‌های ابری یا زیرساخت‌های داخلی به راحتی توسعه داده و مستقر کنند. این قابلیت باعث می‌شود که برنامه‌ها بدون نیاز به تغییرات عمده در کدهایشان، در پلتفرم‌های مختلف اجرا شوند. در نتیجه سازمان‌ها می‌توانند زیرساخت‌های خود را مطابق با نیازهایشان انتخاب کنند و مشروط به استفاده از خدمات یک ارائه دهنده سرویس‌های زیرساخت نخواهند بود.

• خود درمانی

کوبرننیز به‌ طور خودکار خرابی‌های برنامه را شناسایی کرده و به آن‌ها پاسخ می‌دهد. در نتیجه در صورت بروز مشکل در یک کانتینر، مکانیسم این ابزار به‌طور خودکار آن را مجدداً راه‌اندازی کرده و برنامه به حالت عملیاتی برمی‌گردد. این ویژگی برای سناریوهایی که نیاز به عملکرد بدون وقفه دارند، به خوبی پاسخگو خواهد بود.

• کشف سرویس و متعادل‌سازی بار

این ابزار قابلیت کشف سرویس داخلی و متعادل‌سازی بار را نیز ارائه می‌دهد. در نتیجه توسعه‌دهندگان می‌توانند به‌ راحتی ترافیک شبکه را بین سرویس‌های مختلف توزیع کرده و عملکرد و کارایی برنامه را بهبود دهند.

معایب استفاده از کوبرنتیز برای استقرار یک برنامه

از جمله معایب رایج کوبرنتیز برای استفاده توسط کاربران مختلف می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• پیچیدگی ابزار

Kubernetes یک پلتفرم پیچیده است و پیکر‌بندی آن نیاز به تخصص دارد. این پیچیدگی می‌تواند برای تیم‌های کوچک یا سازمان‌های با منابع محدود، چالش‌برانگیز باشد و راه‌اندازی این ابزار توسط آن‌ها را دشوار کند.

• منحنی یادگیری

استفاده مؤثر و مناسب از کوبرنتیز، نیاز به یادگیری مفاهیم جدیدی مانند کانتینرها، شبکه‌سازی و ارکستراسیون دارد. این منحنی یادگیری ممکن است برای توسعه‌دهندگان و تیم‌های عملیاتی چالش‌برانگیز باشد و باعث کندشدن فرآیندهای توسعه و استقرار نرم‌افزارها شود.

• سربار عملکرد

این ابزار ممکن است سربار عملکردی از جمله مصرف اضافی CPU و حافظه ایجاد کند. این موضوع می‌تواند روی عملکرد کلی برنامه تأثیرگذار باشد. حتی در استقرارهای بزرگ، این سربار ممکن است به یک نگرانی برای مدیریت پروژه تبدیل شود.

• امنیت

پیکربندی و ایمن‌سازی این ابزار برای جلوگیری از تهدیدات امنیتی بالقوه، نیاز به تخصصی دارد. تنظیمات امنیتی پیچیده‌ای مانند امنیت سرور API Kubernetes و مجوزهای کانتینرها باید به‌ درستی انجام شود، تا از بروز حملات امنیتی احتمالی پیشگیری شود.

• وابستگی به خدمات خارجی

این ابزار به خدمات خارجی مانند ثبت کانتینر، ذخیره‌سازی شبکه و متعادل‌کننده بار وابستگی دارد. این وابستگی‌ها باید به‌درستی مدیریت شوند. چون در صورت بروز مشکل در این قسمت، ممکن است عملکرد کل سیستم تحت تأثیر قرار بگیرد.

سایر مزایا و معایب این برنامه را در جدول زیر به صورت خلاصه ارائه کرده‌ایم.

نصب کوبرنتیز

برای نصب کوبرنتیز روش‌های مختلفی وجود دارد. با توجه به توانایی‌هایتان و امکاناتی که دارید می‌توانید یکی از این چهار روش را برای راه‌اندازی این ابزار استفاده کنید.

• با استفاده از ابزار Minikube: برای راه‌اندازی یک خوشه کوبرنتیز محلی، ابتدا باید Minikube را نصب کنید. بعد از نصب، دستور minikube start را اجرا کنید تا خوشه اصلی راه‌اندازی شود. سپس با استفاده از minikube kubectl می‌توانید با این خوشه تعامل داشته باشید.
• با استفاده از ابزار MicroK8s: این توزیع سبک Kubernetes برای محیط‌های محلی مناسب است. نصب کوبرنتیز در این حالت با دستور sudo snap install microk8s –classic انجام می‌شود و پس از نصب، می‌توانید با کمک دستور microk8s kubectl به راحتی خوشه را مدیریت کنید.
• با استفاده از ابزار K3s:  این ابزار یک نسخه سبک و کم‌حجم از Kubernetes است. برای نصب آن کافی است از اسکریپت نصب مانند (curl -sfL https://get.k3s.io | sh -) استفاده کنید. سپس با کمک دستور k3s kubectl می‌توانید خوشه را مدیریت کنید.
• با استفاده از ابزار Kubeadm : این روش بیشتر برای ایجاد خوشه‌های بزرگ و پیچیده به کار می‌رود. ابتدا باید یک Container Runtime نصب کنید، سپس لازم است با استفاده از دستور kubeadm init خوشه را راه‌اندازی کنید. در این روش شما کنترل بیشتری روی تنظیمات خوشه خواهید داشت.

امنیت کوبرنتیز

تامین امنیت کوبرنتیز، یکی از چالش‌های مهم در مدیریت زیرساخت‌های مقیاس‌پذیر جدید محسوب می‌شود. از جمله بهترین روش‌های افزایش امنیت این ابزار می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فعال‌سازی کنترل دسترسی مبتنی بر نقش (RBAC): محدود کردن دسترسی به API کوبرنتیز بر اساس نقش‌ها و مسئولیت‌ها
• استفاده از احراز هویت شخص ثالث برای سرور API: استفاده از احراز هویت چند عاملی و ادغام ابزار با ارائه‌دهندگان احراز هویت شخص ثالث مانند GitHub
• حفاظت از etcd با TLS و رمزگذاری: استفاده از ارتباطات امن و رمزگذاری برای ذخیره داده‌های حساس خوشه
• جداسازی گره‌ها در شبکه مجزا: ایزوله کردن گره‌ها و محدود کردن دسترسی به شبکه‌های عمومی
• نظارت بر ترافیک شبکه: بررسی ترافیک شبکه و اعمال سیاست‌های شبکه برای محدود کردن ارتباطات غیرمجاز
• استفاده از لیست سفید فرآیندها: شناسایی و نظارت مداوم روی فرآیندهای غیرمنتظره در خوشه
• فعال‌سازی گزارش‌گیری حسابرسی (Audit Logging): رصد رویدادهای مشکوک و ثبت تماس‌های API غیرمعمول
• به‌روزرسانی منظم نسخه کوبرنتیز: ارتقا ابزار به آخرین نسخه Kubernetes برای استفاده از آخرین به روز رسانی‌های امنیتی
• قفل کردن Kubelet: غیرفعال کردن دسترسی ناشناس و محدود کردن دسترسی به Kubelet برای کاهش سطح حملات امنیتی
• استفاده از ابزارهای امنیتی مانند Aqua: استفاده از ابزارهای مدیریت وضعیت امنیتی (KSPM) و حفاظت در زمان اجرا برای تقویت امنیت خوشه‌ها

رفع تحریم کوبرنتیز

کوبرنتیز نیز مانند بسیاری از ابزارهای فناوری تحت تحریم قرار دارد و دسترسی به برخی از امکانات آن از کشورهای مختلفی مانند ایران ممکن است چالش‌برانگیز باشد. برای رفع تحریم این ابزار می‌توانید یکی از راهکارهای زیر را استفاده کنید.

• استفاده از رجیستری‌های محلی و کاهش وابستگی به منابع خارجی
• پیکربندی DNS های اختصاصی و هدایت ترافیک شبکه از طریق سرورهای واسط برای دور زدن محدودیت‌های دسترسی به منابع خارجی
• استفاده از شبکه‌های خصوصی مجازی (VPN) و هدایت ترافیک شبکه از طریق سرورهای واسط برای رفع مشکلات محدودیت دسترسی
• استفاده از سرویس‌های ابری معتبر مانند سرویس ابری ابرآراز برای دسترسی به تمام امکانات Kubernetes بدون افت کیفیت سرعت یا کاهش کارایی این ابزار کاربردی

کوبرنتیز مدیریت شده

کوبیرنتیز مدیریت‌شده که به عنوان Managed Kubernetes نیز شناخته می‌شوند، سرویس‌هایی هستند که ارائه دهندگان خدمات ابری مانند Cloud و AWS, Azure آن‌ها را به صورت آماده استفاده در اختیار کاربران قرار می‌دهند.

در نتیجه سازمان‌های بزرگ و کوچک و افراد مختلف بدون نیاز به راه‌اندازی این سرویس‌ و پیکربندی آن‌ می‌توانند به آسانی از امکانات این پلتفرم استفاده کنند. از جمله ویژگی‌های Kubernetes مدیریت شده می‌توان به امنیت بالای این سرویس، به روز رسانی مداوم ابزار، مدیریت آسان‌تر پلتفرم، مقیاس‌پذیری بالا و افزایش کارایی برنامه‌ها اشاره کرد.

جمع‌بندی: کوبرنتیز چیست؟

در این مطالب ابرآراز، درباره کوبرنتیز چیست، معماری این ابزار و مزایا و معایب و نحوه نصب آن، نکاتی که باید بدانید را ارائه کرده‌ایم. پس از آشنایی با Kubernetes می‌توانید از این پلتفرم برای مدیریت بهینه برنامه‌هایتان استفاده کنید. البته با توجه به پیچیدگی این ابزار دواپس، سپری کرده دوره آموزش کامل کوبرنتیز قبل از شروع به کار با این ابزار ضروری است. چون بدون سپری کردن آموزش کوبرنتیز ممکن است موقع پیکربندی قسمت‌های مختلف Kubernetes دچار مشکل شوید، یا نتوانید به خوبی امنیت خوشه‌های این پلتفرم را تأمین کنید و امنیت برنامه‌هایتان به خطر بیفتد.

در صورتی که قصد دارید که به جای راه‌اندازی این ابزار از خدمات یک شرکت حرفه‌ای ارائه دهنده خدمات دواپس استفاده کنید، پیشنهاد می‌کنیم خدمات دواپس ابرآراز را بررسی کرده و با کمترین چالش از امکانات داکر و کوبرنتیز استفاده کنید.

سؤالات متداول

• تفاوت بین پاد و کانتینر چیست؟

کانتینرها برنامه‌های مستقلی هستند که در یک محیط ایزوله اجرا می‌شوند؛ اما پادها می‌توانند یک یا چند کانتینر را در خود جای داده و آن‌ها را در یک بخش ذخیره‌سازی کرده و در یک شبکه قرار دهند.

• آیا کوبرنتیز برای همه پروژه‌ها مناسب است؟

این ابزار برای پروژه‌هایی که نیاز به مقیاس بندی بالا، مدیریت پیچیده منابع و استقرار مداوم دارند یک انتخاب مناسب محسوب می‌شوند.

• چرا باید از کوبرنتیز استفاده کنیم؟

چون این ابزار مزایای متعددی مانند مقیاس بندی خودکار، بازیابی خودکار و مدیریت آسان منابع را دارد و امکان استقرار سریع‌تر برنامه‌های نرم افزاری را برای کسب و کارهای کلان در مقیاس بالا فراهم می‌کند.