Kubernetes произвел революцию в том, как современные приложения разворачиваются и управляются, предлагая надежное и масштабируемое решение для оркестрации контейнеров. Для компаний, стремящихся развернуть кластеры Kubernetes в облаке, AWS, GCP и Azure предлагают полностью управляемые сервисы, которые упрощают настройку, управление и масштабирование сред Kubernetes.

Эта статья базы знаний предоставит подробное руководство по развертыванию кластеров Kubernetes на Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP) и Microsoft Azure. Мы рассмотрим различия между Kubernetes-сервисами каждой платформы, шаги, необходимые для развертывания, и лучшие практики для управления и оптимизации кластеров. Независимо от того, являетесь ли вы инженером DevOps, системным администратором или руководителем бизнеса, это руководство поможет вам принимать обоснованные решения о том, как использовать Kubernetes для ваших облачных инфраструктурных нужд.

Обзор Kubernetes Что такое Kubernetes?
Kubernetes, часто сокращенно K8s, — это открытая платформа, предназначенная для автоматизации развертывания, масштабирования и управления контейнеризованными приложениями. Она была изначально разработана Google и теперь поддерживается Cloud Native Computing Foundation (CNCF). Kubernetes предоставляет платформу для управления контейнерами, такими как Docker, на кластере машин, что позволяет командам DevOps развертывать сложные приложения надежным и масштабируемым способом.

Основные функции Kubernetes

• Автоматизированное развертывание: Kubernetes автоматизирует развертывание и масштабирование приложений, снижая необходимость в ручном вмешательстве.
• Самовосстановление: Kubernetes может автоматически перезапускать неработающие контейнеры, заменять неоткликающиеся узлы и перераспределять контейнеры на здоровые узлы.
• Балансировка нагрузки и масштабирование: Kubernetes распределяет трафик между контейнерами и автоматически масштабирует приложения в зависимости от трафика или использования ресурсов.
• Декларативная конфигурация: Kubernetes позволяет пользователям задавать желаемое состояние своей инфраструктуры с помощью декларативных конфигураций, обеспечивая согласованность и повторяемость.

Управляемые сервисы Kubernetes
Все три крупных облачных платформы AWS, GCP и Azure предлагают управляемые сервисы Kubernetes, которые снижают сложность развертывания и обслуживания кластеров Kubernetes. Эти сервисы берут на себя большую часть работы, включая управление управляющим узлом, масштабирование инфраструктуры и предоставление обновлений безопасности.

Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS)
Amazon EKS — это полностью управляемый сервис Kubernetes, который упрощает процесс запуска Kubernetes на AWS без необходимости управлять управляющим узлом Kubernetes. EKS интегрируется с такими сервисами AWS, как EC2, Elastic Load Balancing (ELB) и Amazon RDS, что позволяет пользователям строить высокомасштабируемые и безопасные приложения.

Основные функции:

• Интеграция с AWS Identity and Access Management (IAM) для обеспечения безопасного контроля доступа.
• Управляемый управляющий узел с автоматическими обновлениями и патчами.
• Поддержка Fargate, позволяющая запускать серверless-контейнеры.
• Нативная интеграция с такими сервисами AWS, как CloudWatch, Route 53 и ELB.

Google Kubernetes Engine (GKE)
Google Kubernetes Engine (GKE) — это управляемый сервис Kubernetes, предлагаемый Google Cloud. Поскольку Kubernetes был изначально разработан в Google, GKE известен своей глубокой интеграцией с экосистемой Kubernetes. GKE предлагает мощную и гибкую платформу с расширенными функциями, такими как авто-масштабирование, авто-обновления и поддержка много-кластерных развертываний.

Основные функции:

• Нативная интеграция с сервисами Google Cloud, такими как Stackdriver, BigQuery и Cloud SQL.
• Автоматическое масштабирование и обновления как для управляющего узла, так и для рабочих узлов.
• Поддержка Anthos для многооблачных и гибридных развертываний Kubernetes.
• Расширенные функции безопасности, такие как идентификация рабочих нагрузок и бинарная авторизация.

Azure Kubernetes Service (AKS)
Azure Kubernetes Service (AKS) — это полностью управляемый сервис Kubernetes на Microsoft Azure. AKS упрощает управление Kubernetes, автоматизируя обновления, масштабирование и патчинг. Он тесно интегрируется с Azure Active Directory (AAD) и другими сервисами Azure, что делает его идеальным для организаций, уже использующих облако Azure.

Основные функции:

• Бесшовная интеграция с Azure Active Directory для управления идентификацией и контроля доступа.
• Управляемый управляющий узел Kubernetes с автоматическими обновлениями и патчингом.
• Интеграция с Azure DevOps для пайплайнов CI/CD (непрерывной интеграции/непрерывной доставки).
• Поддержка Azure Monitor и Azure Policy для мониторинга и управления.

Развертывание Kubernetes на AWS (EKS)
Настройка аккаунта AWS
Прежде чем развернуть кластер Kubernetes на AWS, вам нужен аккаунт AWS.

Установка AWS CLI и Excel
AWS CLI — это инструмент командной строки, который позволяет взаимодействовать с сервисами AWS. eksctl — это инструмент CLI, специально предназначенный для управления кластерами EKS.
Установите AWS CLI:

curl https://awscli.amazonaws.com/AWSCLIV2.pkg -o AWSCLIV2.pkg  
sudo installer -pkg AWSCLIV2.pkg -target /

Настройка AWS CLI
После установки настройте AWS CLI, выполнив команду:

aws configure

Вы будете приглашены ввести ваш AWS ключ доступа, секретный ключ, регион и формат вывода.

Создание кластера EKS
С помощью eksctl создание кластера Kubernetes на EKS очень простое. Выполните следующую команду:

eksctl create cluster --name my-cluster --region us-west-2 --nodes 3

Эта команда создаст кластер EKS с тремя узлами в регионе us-west-2. Инструмент eksctl автоматически создаст необходимые ресурсы AWS, такие как экземпляры EC2, VPC и группы безопасности.

Настройка kubectl для EKS
kubectl — это инструмент командной строки для взаимодействия с кластерами Kubernetes. Чтобы настроить kubectl для работы с вашим кластером EKS, выполните:

aws eks --region us-west-2 update-kubeconfig --name my-cluster

Развертывание примера приложения
Разверните пример приложения Nginx в вашем кластере EKS:

kubectl create deployment nginx --image=nginx

Мониторинг и масштабирование кластера
Мониторьте производительность и использование ресурсов вашего кластера с помощью AWS CloudWatch, который тесно интегрируется с EKS. Вы также можете масштабировать приложение, увеличив количество реплик:

kubectl scale deployment nginx --replicas=5

Развертывание Kubernetes на GCP (GKE)
Настройка аккаунта Google Cloud
Создайте аккаунт Google Cloud. Новые пользователи могут воспользоваться бесплатными кредитами.

Установка Google Cloud SDK
Google Cloud SDK предоставляет инструмент командной строки gcloud, который позволяет взаимодействовать с сервисами Google Cloud.

Установите Google Cloud SDK:

curl -O https://dl.google.com/dl/cloudsdk/channels/rapid/downloads/google-cloud-sdk-<VERSION>-linux-x86_64.tar.gz  
tar -xzvf google-cloud-sdk-<VERSION>-linux-x86_64.tar.gz  
./google-cloud-sdk/install.sh

Включение API Kubernetes
Перед созданием кластера GKE включите API Kubernetes Engine:

cloud services enable container.googleapis.com

Создание кластера GKE
Создайте кластер GKE с использованием CLI gcloud.

Настройка kubectl для GKE
Настройте kubectl для работы с вашим кластером GKE с помощью следующей команды:

Развертывание Kubernetes на Azure (AKS)
Настройка аккаунта Azure
Если у вас нет аккаунта Azure, зарегистрируйтесь. Новые пользователи получают доступ к бесплатным сервисам и кредитам.

Установка Azure CLI
Azure CLI позволяет управлять ресурсами Azure из командной строки. Установите Azure CLI с помощью:

curl -sL https://aka.ms/InstallAzureCLIDeb | sudo bash

Создание кластера AKS
Создайте кластер AKS с использованием Azure CLI:

az aks create --resource-group myResourceGroup --name myAKSCluster --node-count 3 --enable-addons monitoring --generate-ssh-keys

Эта команда создаст кластер Kubernetes в ресурсной группе myResourceGroup с тремя узлами.