العربيةنظرة عامة على Kubernetes
Kubernetes، المعروف أيضًا باسم K8s، هو منصة مفتوحة المصدر مصممة لأتمتة نشر وتوسيع وإدارة التطبيقات الحاوية. تم تطويره في الأصل بواسطة جوجل، وقد تطور Kubernetes ليصبح معيارًا لإدارة الحاويات، مما يتيح للمؤسسات إدارة مجموعات من العقد والحاويات عبر بيئات متنوعة.
فهم بنية الميكروسيرفيس
بنية الميكروسيرفيس هي طريقة لتصميم التطبيقات كمجموعة من الخدمات المنفصلة التي تتواصل عبر الشبكات، حيث تمثل كل خدمة وظيفة واحدة. هذا النهج يتناقض مع الهياكل التقليدية الأحادية، مما يتيح التطوير المستقل والنشر والتوسيع لكل خدمة. تعزز الميكروسيرفيس المرونة، مما يتيح دورات تطوير سريعة وعزلًا أفضل للأعطال، مما يجعلها مناسبة تمامًا للتطوير السحابي.
لماذا Kubernetes للميكروسيرفيس؟
يقدم Kubernetes العديد من المزايا لإدارة الميكروسيرفيس:
- التوسع: يمكن لـ Kubernetes توسيع الخدمات تلقائيًا بناءً على الحمل، مما يضمن استخدامًا فعالًا للموارد.
- العزل: يمكن لكل ميكروسيرفيس أن يعمل في حاوية منفصلة، مما يوفر العزل الذي يعزز الأمان ويقلل من التداخل.
- الاستشفاء الذاتي: يكتشف Kubernetes الخدمات الفاشلة ويعيد تشغيلها تلقائيًا، مما يقلل من فترة التوقف.
- النشر الآلي: يدعم Kubernetes تدفقات النشر المستمر والتحديثات المتدحرجة، مما يقلل من تعطل التطبيق أثناء التحديثات.
المكونات الأساسية لـ Kubernetes لنشر الميكروسيرفيس
البودات
البودات هي أصغر الوحدات القابلة للنشر في Kubernetes وتمثل مثيلًا واحدًا من عملية تعمل. يحتوي كل بود على حاوية واحدة أو أكثر، وتشارك هذه الحاويات نفس الموارد الشبكية والتخزين. بالنسبة للميكروسيرفيس، من الشائع نشر حاوية واحدة لكل بود.
الخدمات
الخدمات في Kubernetes تعرض البودات لحركة المرور الخارجية أو الخدمات الأخرى داخل الكتلة. تعد الخدمات أساسية لتجريد وتوازن حركة المرور الشبكية بين الميكروسيرفيس المختلفة.
الأسماء
تسمح الأسماء بتقسيم موارد الكتلة بين عدة مستخدمين أو فرق أو ميكروسيرفيس. هذا مفيد بشكل خاص في عزل الميكروسيرفيس المختلفة وإدارة مواردها بشكل مستقل.
متControllers Ingress
تقدم متحكمات Ingress التوجيه لحركة مرور HTTP و HTTPS إلى الخدمات داخل كتلة Kubernetes. تتعامل مع الطلبات وتوجهها إلى الميكروسيرفيس المناسبة بناءً على القواعد المحددة في موارد Ingress.
خرائط التكوين والأسرار
تخزن خرائط التكوين والأسرار بيانات التكوين والمعلومات الحساسة (مثل بيانات الاعتماد) بشكل منفصل عن شفرة التطبيق. يضمن هذا أن تظل الميكروسيرفيس قابلة للنقل وآمنة عبر البيئات المختلفة.
بناء كتلة Kubernetes فعالة للميكروسيرفيس
تصميم الكتلة والإعداد
سيؤثر تصميم كتلة Kubernetes على أداء وكفاءة نشر الميكروسيرفيس. يجب مراعاة عوامل مثل حجم العقد، سياسات الشبكة، متطلبات التخزين، وتوزيع المناطق.
إعداد Kubernetes على مزودي السحابة المختلفين
يقدم كل مزود سحابي رئيسي، مثل AWS و Google Cloud و Azure، خدمات Kubernetes مُدارة (مثل EKS و GKE و AKS). عند اختيار مزود، يجب مراعاة عوامل مثل التوسع، التكلفة، والتكامل مع الخدمات الأخرى.
اختيار النسخة والتكوين الصحيح لـ Kubernetes
يضمن الحفاظ على تحديث نسخة Kubernetes الوصول إلى الميزات الجديدة وتحسينات الأداء وتصحيحات الأمان. كما أن تكوين مكونات الكتلة مثل kube-scheduler و kube-controller-manager لتلبية احتياجات العمل يمكن أن يعزز الكفاءة بشكل كبير.
أفضل الممارسات للميكروسيرفيس في Kubernetes
عزل الميكروسيرفيس باستخدام الأسماء
تمكن الأسماء من عزل الميكروسيرفيس المختلفة، مما يقلل من دائرة التأثير في حال حدوث فشل ويحسن الأمان. من خلال إنشاء اسم لكل ميكروسيرفيس، يمكنك إدارتها بشكل مستقل، بما في ذلك تطبيق سياسات وحصص فريدة.
حصص الموارد والحدود للميكروسيرفيس
يساعد تعريف طلبات الموارد والحدود في تخصيص CPU وذاكرة بشكل فعال عبر الميكروسيرفيس. يمكن أن تمنع حصص الموارد أي ميكروسيرفيس من استهلاك كمية مفرطة من موارد الكتلة، مما يحمي أداء النظام العام.
تنفيذ التوسع التلقائي للخدمات
يدعم Kubernetes التوسع الأفقي التلقائي، الذي يقوم بتعديل عدد نسخ البودات بناءً على الحمل الحالي. تضمن هذه الميزة أن تتوسع الميكروسيرفيس ديناميكيًا لتلبية الطلب دون تدخل يدوي.
تأمين الاتصال بين الميكروسيرفيس
تسمح سياسات الشبكة في Kubernetes بتعريف قواعد للتحكم في حركة المرور بين الميكروسيرفيس. بالإضافة إلى ذلك، توفر شبكات الخدمات مثل Istio أو Linkerd ميزات أمان متقدمة مثل TLS المتبادل، مما يضمن أن يظل الاتصال بين الميكروسيرفيس آمنًا.
أدوات Kubernetes لإدارة الميكروسيرفيس
Helm لإدارة نشر الميكروسيرفيس
Helm هو مدير حزم لـ Kubernetes، يسمح لك بتعريف وتثبيت وترقية تطبيقات الميكروسيرفيس المعقدة باستخدام مخططات Helm. يجعل Helm من السهل نشر وإدارة التطبيقات عبر بيئات متعددة، مما يقلل من تعقيد البيانات الوصفية لـ Kubernetes.
شبكة الخدمة لمراقبة الميكروسيرفيس والتواصل
توفر شبكات الخدمة مثل Istio أو Linkerd تحكمًا دقيقًا في الاتصال بين الميكروسيرفيس. فهي تقدم ميزات مثل إدارة المرور، وتحميل التوازن، واكتشاف الخدمات، والمراقبة، مما يسهل مراقبة وتأمين الميكروسيرفيس على نطاق واسع.
المراقبة باستخدام Prometheus و Grafana
Prometheus هو أداة شهيرة لمراقبة كتل Kubernetes وجمع المقاييس من الميكروسيرفيس وتوفير التنبيهات في الوقت الفعلي. يوفر Grafana، عند استخدامه جنبًا إلى جنب مع Prometheus، لوحة تحكم قوية لتصور هذه المقاييس، مما يتيح لك تتبع الأداء واكتشاف المشكلات.
التسجيل باستخدام Fluentd و Elasticsearch
Fluentd هو مجمع سجلات يقوم بجمع وتحويل السجلات إلى وجهات تخزين مختلفة مثل Elasticsearch. مع هذه الإعدادات، يمكنك تجميع والبحث عن السجلات من جميع الميكروسيرفيس في مكان واحد، مما يبسط عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
ميزات Kubernetes المتقدمة للميكروسيرفيس
StatefulSets للميكروسيرفيسات ذات الحالة
يدير StatefulSets نشر وتوسيع التطبيقات ذات الحالة، مما يضمن أن يحتفظ كل بود بهويته. بالنسبة للميكروسيرفيس التي تتطلب تخزينًا دائمًا، يعد StatefulSets مثاليًا لإدارة قواعد البيانات وذاكرات التخزين المؤقت والأعباء ذات الحالة الأخرى.
استخدام المشغلين لإدارة دورة حياة التطبيق
تعمل مشغلات Kubernetes على توسيع وظائف Kubernetes من خلال أتمتة إدارة تطبيقات الميكروسيرفيس المعقدة. تساعد في التعامل مع المهام التشغيلية مثل النسخ الاحتياطي والتوسع واسترداد الفشل، مما يوفر تجريدات عالية المستوى لإدارة الميكروسيرفيس.
تعريفات الموارد المخصصة (CRDs) لتوسيع الوظائف
يسمح CRDs بتعريف الموارد المخصصة داخل كتلة Kubernetes، مما يوسع API لـ Kubernetes للتعامل مع تدفقات العمل المتخصصة. يمكن استخدام CRDs لبناء قدرات جديدة مصممة خصيصًا لبنية الميكروسيرفيس.
إدارة نشرات Kubernetes باستخدام خطوط CI/CD
إعداد خطوط CI/CD لـ Kubernetes باستخدام Jenkins و GitLab CI
تضمن خطوط CI/CD نشر الميكروسيرفيسات تلقائيًا إلى كتل Kubernetes. يمكن للأدوات مثل Jenkins و GitLab CI و CircleCI أتمتة عمليات البناء والاختبار والنشر، مما يقلل من الأخطاء البشرية ويزيد من سرعة النشر.
استراتيجيات النشر المستمر (Blue-Green، Canary)
يدعم Kubernetes استراتيجيات نشر متقدمة مثل نشر Blue-Green و Canary، مما يتيح لك إصدار إصدارات جديدة من الميكروسيرفيسات تدريجيًا أو لمجموعة مختارة من المستخدمين. تقلل هذه الاستراتيجيات من المخاطر أثناء إصدارات الإنتاج.
أتمتة التراجع والنشر مع Kubernetes
تسمح آليات النشر المدمجة في Kubernetes بالتراجع التلقائي إذا فشل النشر الجديد.
