Negli ultimi anni, i container hanno rivoluzionato il mondo dell'IT e del cloud computing fornendo una potente forma di virtualizzazione dei sistemi operativi. Come già anticipato in un precedente articolo Container e Cloud Native sono infatti concetti strettamente collegati alla tecnologia Kubernetes.
Kubernetes è di fatto il motore dell’evoluzione continua che vede come protagonisti i container, in grado di offrire efficienza e scalabilità per applicazioni Cloud Native senza precedenti.
In questo articolo trovi le basi di Kubernetes, i principali passaggi adottati nel nostro settore, e in primis da CloudFire, dagli albori fino a raggiungere l’approccio e gli strumenti utilizzati ora.
Container e Kubernetes: che legame c’è?
Kubernetes, spesso abbreviato come k8s, è una delle principali piattaforme open-source che consente di deployare e gestire cluster di container su larga scala. Questa tecnologia offre un ambiente stabile e altamente disponibile per l'esecuzione di applicazioni moderne.
I container, invece, sono unità eseguibili di software che includono codice applicativo, librerie e dipendenze, permettendo così l'esecuzione dell'applicazione ovunque senza conflitti di dipendenze.
Kubernetes e Container pertanto risultano l’incastro perfetto per eseguire e distribuire un’applicazione maggiormente scalabile, automatizzata e aperta.
In passato, le applicazioni erano eseguite principalmente in ambienti virtualizzati. Ora, grazie alla containerizzazione, è possibile ottenere significativi vantaggi in termini di utilizzo e distribuzione delle applicazioni. Puoi approfondire l’evoluzione e il confronto tra VM, Container e Serverless in questo articolo.
Kubernetes Pod, Kubernetes Cluster e Kubernetes Architecture: di cosa parliamo?
Quando esegui un deploy con Kubernetes, quello che ottieni è un Cluster, un insieme di componenti che consentono la gestione efficace dei container. Un Cluster si suddivide principalmente in Nodi e Control Plane:
- Nodi: Sono insiemi di "worker machine" che eseguono le applicazioni containerizzate e ospitano i Pod, che rappresentano il carico di lavoro dell’applicazione. I componenti su ciascun nodo garantiscono che i container siano sempre operativi;
- Control Plane: Si occupano della gestione dei nodi e dei pod, prendendo decisioni globali sul cluster, rilevando e rispondendo agli eventi all’interno del cluster.
Nella categoria dei Control Plane troviamo:
- kube-apiserver che espone le API Kubernetes e funge da interfaccia per tutte le operazioni dell'ecosistema;
- etcd il database chiave-valore distribuito, utilizzato come archivio centrale per tutte le informazioni di cluster;
- kube-scheduler, il responsabile dell'assegnazione dei pod ai nodi in base a vari fattori come risorse disponibili e politiche definite;
- kube-controller-manager che esegue i processi di controllo come il controller di replica, gestione dei nodi e dei volumi;
Mentre come componenti dei nodi:
- kubelet: l’agente che esegue su ogni nodo e assicura che i container siano in esecuzione come richiesto dal piano di controllo;
- kube-proxy: il componente che gestisce il networking su ogni nodo, mantenendo le regole di rete e la connettività tra i vari componenti del cluster;
- Container Runtime: ciò che esegue i container richiesti dai pod, con Docker o containerd come esempi comuni.
A tutto ciò si possono poi integrare estensioni che migliorano le funzionalità di Kubernetes, come il DNS per i servizi del cluster, il monitoraggio del cluster con strumenti come Prometheus, e il logging centralizzato con Elasticsearch, Fluentd e Kibana (EFK stack).
Kubernetes Deploy: dov’è la sfida?
Effettuare il deploy di Kubernetes significa installare e configurare un cluster Kubernetes, rendendolo pronto per l'uso in un ambiente di produzione o di sviluppo. Questo processo include la preparazione dell'infrastruttura sottostante (come i server fisici o le istanze cloud), l'installazione dei componenti di Kubernetes, e la configurazione della rete, dello storage e delle politiche di sicurezza.
Le sfide pertanto dipendono da:
- complessità dell’infrastruttura che dipende direttamente dalla configurazione dei nodi, della rete networking robusta e dello storage persistente per volumi in un ambiente dinamico come quello containerizzato;
- sicurezza legata alla gestione delle credenziali, agli accessi, agli aggiornamenti e alle patch di sicurezza;
- scalabilità e disponibilità dei carichi di lavoro a fronte di una corretta gestione dei picchi o guasti;
- monitoraggio e logging per monitorare e registrare performance, log di eventi e informazioni sullo stato dei cluster.
Cosa significa per CloudFire effettuare il deploy di Kubernetes?
Lo so, effettuare il deploy di Kubernetes può essere impegnativo, tuttavia, a fronte di diverse sfide, ottieni numerosi vantaggi in termini di automazione, scalabilità e portabilità che ne fanno una scelta potente per gestire applicazioni containerizzate.
In CloudFire scegliamo e utilizziamo Rancher, uno stack software completo che semplifica il deployment e la creazione di nuovi cluster, qui ne parliamo nel dettaglio. Rancher di SUSE ci e ti aiuta in termini di:
- Automazione e Orchestrazione: dalla gestione automatica del deployment, il ridimensionamento e il failover delle applicazioni. Attraverso il suo processo di Self-healing vengono rilevati e riavviati automaticamente i container che si arrestano in modo anomalo, eliminando errori di configurazione;
- Scalabilità: è possibile di scalare orizzontalmente le applicazioni in base al carico di lavoro aumentando o diminuendo il numero di repliche dei container, e verticalmente assegnando dinamicamente più risorse ai container esistenti;
- Indipendenza dell’infrastruttura da un provider: utilizzando Kubernetes, puoi e possiamo eseguire container su qualsiasi infrastruttura, che sia on-premise, cloud, o ibrida, mantenendo coerenti gli ambienti di sviluppo, test e produzione;
- Efficienza ed isolamento nella gestione delle risorse: con k8s l'uso delle risorse del server sono ottimizzate, consentendo un'alta densità di carico di lavoro, garantendo allo stesso tempo che le applicazioni siano isolate tra loro e migliorando la sicurezza e la gestione delle risorse.
Kubernetes ha innegabilmente trasformato il panorama dell’IT e del cloud computing fornendo soluzioni robuste per l’orchestrazione dei container. Che tu gestisca applicazioni su piccola scala o soluzioni aziendali su larga scala, Kubernetes offre gli strumenti e la flessibilità necessari per ottimizzare prestazioni e affidabilità.
In CloudFire, sfruttiamo strumenti avanzati come Rancher per semplificare l'implementazione e la gestione di Kubernetes, garantendo ai nostri clienti il vantaggio di una tecnologia all'avanguardia. Sei interessato ad una vera propria soluzione di Kubernetes as a Service per migliorare la tua infrastruttura contattaci qui.
