أتمتة DevOps باستخدام Docker و Kubernetes

مع تزايد اعتماد المنظمات الحديثة على ممارسات DevOps لتبسيط تسليم البرمجيات، أصبحت Docker و Kubernetes أدوات أساسية لتحقيق خطوط تطوير قابلة للتوسع، مؤتمتة وفعالة. توفر Docker منصة للحاويات، مما يتيح للمطورين حزم التطبيقات وملحقاتها في حاويات محمولة وخفيفة الوزن. من ناحية أخرى، تقوم Kubernetes بأتمتة نشر وتوسيع وإدارة هذه الحاويات في بيئات الإنتاج. معًا، تمكّن هذه الأدوات مهندسي DevOps من تحسين سير العمل، وتقليل التوقف، وتعزيز مرونة التطبيقات.

سيتناول هذا المقال الشامل كيف يمكن لـ Docker و Kubernetes إحداث ثورة في أتمتة DevOps في InformatixWeb من خلال تبسيط التكامل المستمر والتسليم المستمر (CI/CD)، وتحسين قابلية التوسع، وتعزيز الأمان.

أتمتة DevOps باستخدام Docker و Kubernetes

فهم Docker و Kubernetes Docker هي منصة لتطوير وتشغيل التطبيقات داخل الحاويات. تتيح الحاويات حزم البرمجيات مع جميع تبعياتها، مما يضمن أنها تعمل بشكل متسق عبر بيئات مختلفة، من التطوير إلى الإنتاج. الحاويات خفيفة الوزن، محمولة، وسهلة الاستنساخ، مما يجعل Docker أداة أساسية لأتمتة DevOps.

Kubernetes هي منصة مفتوحة المصدر تم تصميمها لأتمتة نشر وتوسيع وإدارة التطبيقات المعبأة في حاويات. بينما تركز Docker على الحاويات الفردية، تقوم Kubernetes بتنسيق وإدارة تجمعات الحاويات، مما يجعلها مثالية للبيئات واسعة النطاق. تضمن Kubernetes أن التطبيقات تعمل بكفاءة، حيث تقوم بتوسيعها تلقائيًا بناءً على الطلب والتعافي من الأعطال.

دور Docker و Kubernetes في أتمتة DevOps تسعى أتمتة DevOps إلى تبسيط عملية تسليم البرمجيات من التطوير إلى الإنتاج من خلال التكامل المستمر والتسليم المستمر (CI/CD). توفر Docker و Kubernetes اللبنات الأساسية لهذه الأتمتة:

• Docker: يبسط حزم وتوصيل التطبيقات، مما يضمن أنها تعمل بشكل متسق عبر البيئات.
• Kubernetes: يقوم بأتمتة نشر وتوسيع وإدارة حاويات Docker في الإنتاج.

معًا، تتيح هذه الأدوات لمهندسي DevOps إنشاء خطوط تطوير مؤتمتة للغاية وقابلة للتوسع يمكنها الاستجابة بسرعة للتغيرات في الطلب، أو الأعطال في النظام، أو تحديثات التطبيقات.

الفوائد الرئيسية لـ InformatixWeb بالنسبة لـ InformatixWeb، فإن الاستفادة من Docker و Kubernetes في أتمتة DevOps تقدم العديد من المزايا:

• الاستمرارية: تضمن Docker أن التطبيقات تعمل بشكل متسق عبر جميع البيئات، مما يقلل من مشكلة "العمل على جهازي" (it works on my machine).
• قابلية التوسع: تتيح Kubernetes التوسع التلقائي للتطبيقات للتعامل مع الزيادات في حركة المرور والأعباء.
• المرونة: تقوم Kubernetes بإدارة استعادة التطبيقات من الأعطال تلقائيًا، مما يقلل من التوقف.
• السرعة: تقلل عمليات النشر المؤتمتة باستخدام Docker و Kubernetes من الوقت بين التطوير والإنتاج.
• الكفاءة في استخدام الموارد: تعمل الحاويات على تحسين استخدام الموارد عن طريق السماح للتطبيقات بمشاركة موارد النظام بشكل أكثر فعالية.

Docker لأتمتة DevOps

أساسيات Docker حاويات Docker هي حزم خفيفة ومستقلة وقابلة للتنفيذ تحتوي على كل ما يحتاجه التطبيق ليعمل. تتضمن حاوية Docker النموذجية شفرة التطبيق، وقت التشغيل، المكتبات، وتبعيات النظام.

تشمل المكونات الرئيسية لـ Docker:

• محرك Docker: بيئة التشغيل لبناء وتشغيل الحاويات.
• صور Docker: قوالب غير قابلة للتغيير تستخدم لإنشاء الحاويات.
• حاويات Docker: مثيلات من صور Docker التي تقوم بتشغيل التطبيقات.
• سجلات Docker: مستودعات تخزن صور Docker، مثل Docker Hub أو السجلات الخاصة.

الحاويات في دورة حياة DevOps أصبحت الحاويات جزءًا أساسيًا من دورة حياة DevOps. في كل مرحلة، يلعب Docker دورًا في أتمتة وتسريع العمليات:

• التطوير: يقوم المطورون بحزم التطبيقات في حاويات، مما يضمن أنها تعمل بشكل متسق عبر البيئات المختلفة.
• الاختبار: يتم إطلاق الحاويات بسرعة لتشغيل الاختبارات في بيئات معزولة، مما يحسن دقة الاختبارات ويقلل من وقت الإعداد.
• المرحلة: يتم نشر الحاويات في بيئات المرحلة التي تشبه الإنتاج، مما يضمن أن سلوك التطبيق يظل ثابتًا.
• الإنتاج: يتم نشر الحاويات في بيئات الإنتاج، وتضمن أدوات التنسيق مثل Kubernetes أنها تعمل بشكل أمثل.

إدارة صور Docker والسجلات إدارة صور Docker والسجلات أمر بالغ الأهمية لأتمتة DevOps الفعالة:

• Dockerfile: يحدد الخطوات اللازمة لبناء صورة Docker، بما في ذلك تثبيت التبعيات، إعداد البيئة، وتشغيل التطبيق.
• Docker Hub: هو المستودع العام الافتراضي لصور Docker. يمكن لـ InformatixWeb أيضًا استخدام السجلات الخاصة لتخزين الصور المخصصة.
• إصدار الصور: تتيح وضع العلامات على الصور باستخدام أرقام الإصدار تتبع التغييرات وإجراء التراجع إذا لزم الأمر.

أتمتة النشر باستخدام Docker Compose و Docker Swarm يوفر Docker Compose و Docker Swarm طبقات إضافية من الأتمتة لإدارة التطبيقات متعددة الحاويات والتجميع:

• Docker Compose: يستخدم لتعريف وتشغيل تطبيقات Docker متعددة الحاويات. من خلال تعريف الخدمات والشبكات والأحجام في ملف docker-compose.yml، يبسط Docker Compose إدارة الحاويات ذات الصلة.
• Docker Swarm: أداة تجميع وتنظيم أصلية لـ Docker. بينما تقدم Kubernetes ميزات أكثر تقدمًا، يعد Docker Swarm أبسط في الإعداد ويمكن أن يكون مفيدًا للمشاريع الصغيرة.

Kubernetes لأتمتة DevOps

نظرة عامة على بنية Kubernetes تعمل Kubernetes كعناقيد من العقد التي تشغل التطبيقات المعبأة في حاويات. تشمل المكونات الرئيسية لتجمع Kubernetes:

• عقدة الرئيس: تدير التجمع، وتتعامل مع الجدولة، تخصيص الموارد، وإدارة الحالة.
• عقد العمل: تشغل التطبيقات المعبأة في حاويات. تحتوي كل عقدة عمل على وكيل Kubelet الذي يتواصل مع عقدة الرئيس.
• الحاويات (Pods): أصغر وحدات قابلة للنشر في Kubernetes، التي يمكن أن تحتوي على حاوية واحدة أو أكثر.
• الخدمات: تعرض الحاويات على الشبكة، مما يسمح بالوصول الخارجي إلى التطبيقات المعبأة في حاويات.

توفر Kubernetes مجموعة قوية من واجهات برمجة التطبيقات (APIs) للتفاعل مع وإدارة التجمع، مما يمكن من أتمتة واسعة النطاق للنشر والعمليات.

نشر وإدارة التطبيقات المعبأة في حاويات باستخدام Kubernetes تتمثل عملية نشر التطبيقات في Kubernetes في تعريف الحالة المطلوبة للتطبيق في ملفات البيانات (بتنسيق YAML)، والتي يتم تطبيقها على التجمع. تتولى Kubernetes ضمان تشغيل التطبيق كما هو مطلوب، وإدارة التوسيع، والتحديثات، والتعافي.

• النشر: يحدد نشر Kubernetes عدد النسخ المطلوبة من الحاويات ويقوم بإدارة التحديثات التدريجية لتجنب التوقف.
• إدارة الحالة: تراقب Kubernetes التجمع باستمرار وتعيد تشغيل الحاويات الفاشلة أو تحل محل العقد غير الصحية.

Kubernetes Pods والخدمات والIngress

• الحاويات (Pods): تقوم Kubernetes بجدولة الحاويات داخل الحاويات. يمكن أن تتشارك الحاويات المتعددة في نفس الحاوية، مما يسمح لها بالتواصل مع بعضها البعض عبر التخزين المشترك وواجهات الشبكة.
• الخدمات: تعرض خدمات Kubernetes الحاويات لحركة المرور الخارجية، وتوازن الطلبات عبر النسخ المتعددة من الحاوية.
• Ingress: يوفر الوصول الخارجي إلى الخدمات، ويقدم توجيهًا متقدمًا، وإنهاء SSL، وإدارة النطاقات للتطبيقات.

أتمتة التوسيع باستخدام Kubernetes HPA والتوسيع التلقائي للعناقيد يدعم Kubernetes عدة أنواع من التوسيع للتعامل مع الأحمال المتغيرة:

• الموسع التلقائي للحاويات الأفقي (HPA): يضبط تلقائيًا عدد النسخ من الحاويات بناءً على استخدام وحدة المعالجة المركزية أو الذاكرة أو معايير أخرى.
• التوسيع التلقائي للعناقيد: يقوم بتوسيع عدد عقد العمل في تجمع Kubernetes بناءً على احتياجات الموارد، مما يضمن أن يظل التجمع فعالاً من حيث التكلفة.

دمج Docker و Kubernetes في خطوط CI/CD

• دور Docker في CI/CD: يبسط Docker خط CI/CD من خلال توفير بيئات ثابتة للاختبار والبناء والنشر.
• تنفيذ Kubernetes في التسليم المستمر: تعزز Kubernetes التسليم المستمر من خلال أتمتة النشر والتوسيع وإدارة حاويات Docker.