کوبرنتیز، ابزاری متن‌باز برای مدیریت کانتینرهاست. این ابزار که در محافل فناوری به آن K8S هم میگویند، سازوکاری مناسب برای اجرا، مقیاس‌پذیری (Scaling) و مدیریت اپلیکیشن‌های کانتینرسازی‌شده (containerized) به حساب می‌آید. جالب است بدانید کوبرنتیز، ابزاری است که نزدیک به ۱۵ سال پیش توسط گوگل معرفی شد. از آن زمان تاکنون بهینه‌سازی‌های چشمگیری برای این ابزار انجام شده است. به همین دلیل با ابزاری کارآمد روبه‌رو هستیم که حرفه‌ای‌های دنیای توسعه نرم‌افزار از آن بهره می‌گیرند. به لطف این ابزار، خدمات و برنامه‌ها به بهترین شکل ممکن مدیریت می‌شود. از آنجایی که کوبرنتیز در بستر نرم‌افزارهای آزاد توسعه داده می‌شود، به‌راحتی در دسترس جامعه بزرگ توسعه‌دهندگان قرار دارد. به همین دلیل روزبه‌روز محبوبیت این ابزار افزایش پیدا می‌کند. در نتیجه خالی از لطف نیست اگر در این مطلب با هم ببینیم کوبرنتیز چیست و چه مزایا و کاربردهایی دارد.
تعریف کوبرنتیز
برای شما گفتیم کوبرنتیز، ابزاری برای مدیریت کانتینرهاست. به همین دلیل برای آشنایی با این ابزار باید ببینیم کانتینر در دنیای توسعه نرم‌افزار چه معنایی دارد. کدها و تمامی وابستگی‌ها آن‌ها در محیطی که به اصطلاح به آن کانتینر میگویند، قرار می‌گیرند. به زبان ساده می‌توان کانتینر را به محفظه‌ای تشبیه کرد که یک اپلیکیشن در آن قرار دارد. در این محفظه تمامی پیش‌نیازهای لازم برای اجرای اپلیکیشنِ خاص در نظر گرفته شده است. درنتیجه کدهای کانتینرشده، بدون نیاز به پیش‌نیازها و بستری خاص اجرا می‌شوند. این ابزار دست توسعه‌دهندگان را برای توسعه سریع و امن اپلیکیشن‌ها باز می‌گذارد.
گوگل، غول دنیای نرم‌افزار کوبرنتیز را توسعه داد. این ابزار ماحصل تلاش ۱۵ ساله مهندس‌های ارشد گوگل است. فناوری که از آن صحبت می‌کنیم تا ۲۰۱۴ در اختیار گوگل بود. از آن زمان به بعد، کوبرنتیز توسط گوگل در گروه ابزارهای متن‌باز قرار گرفت. ناگفته نماند ابزارهای دیگری مانند داکِر (Docker) نیز برای تعامل با کانتینرها وجود دارد.اکنون که صبحت از داکر به میان آمد، خالی از لطف نیست اگر به تفاوت کوبرنتیز و داکر اشاره کنیم. همان‌گونه که حتماً می‌دانید، داکر نیز مجموعه‌ای از ابزارها برای اجرا و توسعه کانتینرهاست. از طرف دیگر کوبرنتیز، ابزاری برای مدیریت کانتینرها در کلاستری از سرورها به حساب می‌آید. به زبان ساده می‌توان گفت مسئولیت کارهای سطح پایین (Low Level)، مانند Start، Stop و Delete کردن کانتینرها با داکر انجام می‌شود. در این بین کوبرنتیز، وظیفه کارهای سطح بالاتری (High Level)، مانند Updating، Scheduling، Scaling H و Healing را بر عهده دارد.
مزایای K8S
همان‌گونه که اشاره کردیم، کوبرنتیز توسط گوگل توسعه داده شده است. برای تعریف از مزایای K8S، کافی است به این نکته اشاره کنیم که مهندس‌های ترازاول گوگل در هفته چندین میلیارد کانتینر را با این ابزار مدیریت می‌کنند. نکته‌هایی که در ادامه به صورت فهرست‌‌وار به آن‌ها اشاره می‌کنیم، فقط قسمتی از مزایای بی‌شمار کوبرنتیز به حساب می‌آید:
- بازگردانی راحت اپلیکیشن‌ها به نسخه‌های قبل؛
- تضمین اجرایی اپلیکیشن‌ها؛
- اختصاص منابع لازم برای اجرای هر اپلیکیشن (استفاده بهینه از منابع سخت‌افزاری)؛
- آزمایش بهبود و سلامت اپلیکیشن‌های توسعه‌داده شده؛
- مدیریت خودکارسازی مراحل اجرای اپلیکیشن؛
- مدیریت به‌روزرسانی خودکار اپلیکیشن؛
- سازگاری عملکرد کانتینرها در بسترهای متفاوت؛
- انتقال بار کاری به زیرساخت‌‌های مختلف.
کاربردهای کوبرنتیز
مهم‌ترین کاربرد کوبرنتیز را می‌توان در ایجاد بستری برای ابری‌کردن اپلیکیشن‌ها دانست. به لطف این ویژگی، ابربومی توسعه اپلیکیشن‌ها (Cloud-Native Application Development)، استقرار اپلیکیشن‌ها کانتینرشده (Containerized Application Deployment)، ترتیب هماهنگی کانتینرها (Container Orchestration) و مدیریت سیاست شبکه (Network Policy Management) از مهم‌ترین کاربردها کوبرنتیز به حساب می‌آید. انعطاف‌پذیری کوبرنتیز باعث شده تا روزبه‌روز در بستر بلاکچین بیشتر کاربرد داشته باشد.
نحوه عملکرد Kubernetes
به لحاظ فنی می‌توان گفت کوبرنتیز (Kubernetes) در رده بالای سیستم عامل اجرا می‌شود. سپس با پادهای (Pod) گره‌ها (Nodes) تعامل برقرار می‌کند. در نهایت قسمت کنترل کلاستر، دستورهای لازم را از مدیر دریافت و به گره‌ها منتقل می‌کند. سرویس‌های مختلفی برای اجرای فرایندی که به آن اشاره کردیم فعال می‌شود. کوبرنتیز به صورت خودکار گره مناسب را برای انتقال مشخص می‌کند و منابع لازم را به آن اختصاص می‌دهد. در نهایت پادهای مربوط به گره‌ها را اجرا می‌کند. به زبان ساده می‌توان گفت تشخیص اجرای بارهای کاری یا برنامه‌ها و مدیریت و اجرای کانتینرها بر عهده کوبرنتیز است.
واژه‌نامه کوبرنتیز
انصافاً باید گفت کوبرنتیز، ابزار پیشرفته‌ای است که هزارویک اصلاح مخصوص به خود دارد. اکنون که صحبت از کوبرنتیز و مزایا و کاربردهای آن به میان آمد، خالی از لطف نیست اگر در ادامه نگاهی به معروف‌ترین اصلاحات و واژه‌های اختصاصی این فناوری بیندازیم.
Control plane
منظور از کنترل‌پنل که به آن صفحه کنترل هم میگویند، مجموعه‌ای از فرایند‌هایی است که گره‌ها را کنترل می‌کند. درواقع کنترل پنل وظیفه‌ها را تشخیص و آن‌ها را به قسمت‌های مختلف کلاستر اختصاص می‌دهد.
Nodes
به مجموعه‌ای از ماشین‌های کارگر (Worker Machines) ، ناد میگویند. این مجموعه وظیفه اجرای اپلیکیشن‌های کانتینرشده را بر عهده دارد. هر کلاستر (Cluster)، دست‌کم یک ناد کارگر دارد.
Pod
پاد، کوچکترین و ساده‌ترین شیء (Object) در کوبرنتیز است. هر پاد، نمایانگر مجموعه‌ای از کانتینرهای در حال اجرا در کلاستر به حساب می‌آید.
Replication controller
کنترل‌کننده‌های تکرار (Replication Controller) برای مدیریت چرخه عمر پاد استفاده می‌شوند.
Service
منظور از سرویس در کوبرنتیز، مفهومی انتراعی است که اپلیکیشن‌های در حال اجرا در مجموعه‌ای از پاد‌ها را به عنوان سرویس شبکه نمایان می‌کند.
Kubelet
برای اطمینان از اجرای درست کانتینرهایی که در پاد قرار دارد از کوبلت کمک گرفته می‌شود.
Kubectl
ابزار Kubectl برای پیکربندی کوبرنتیز بوسیله خط فرمان (Command Line) کاربرد دارد.
سرویس کوبرنتیز گرین‌پلاس
کوبرنتیز، ابزاری پرطرفدار برای تمامی شرکت‌ها و سازمانی‌هایی است که سرویس‌های مختلف نرم‌افزاری را اجرا می‌کنند. با این حال انصافاً باید گفت تعامل با این ابزار کار چندان ساده‌ای نیست. از طرف دیگر خودکارسازی وظیفه‌های لازم برای استقرار اپلیکیشن یا سرویس فقط نیازمند کوبرنتیز نیست. برای عملکرد بهینه این سرویس، سازوکارهای فنی دیگری نیز لازم است. خوشبختانه تجربه سودمندی در گرین پلاس برای استفاده و اجرای سرویس کوبرنتیز اندوخته‌ایم. این تجربه، ماحصل تلاش‌های شبانه‌روزی و بی‌وقفه است. این دستاورد را با کمال میل در اختیار افراد و شرکت‌هایی قرار می‌دهیم که قصد دارند به لطف ابزارهای جدید در دنیای فناوری، رونق بیشتری برای تجارت خود به ارمغان بیاورند.