Что менеджеру проектов нужно знать о Docker и Kubernetes

На собеседовании на менеджера проектов вас могут спросить, что такое Kubernetes или просто Кубер. Если вы претендуете на место технического менеджера проектов, придётся рассказать ещё, зачем он нужен и как используется в современной разработке. Давайте разбираться.

Для того, чтобы понять, зачем нужен Кубер, сначала нужно понять, зачем нужен Докер.

Docker

Позволяет «упаковать» приложение со всем его окружением^[en] и зависимостями в контейнер, который может быть развёрнут на любой Linux-системе с поддержкой контрольных групп в ядре, а также предоставляет набор команд для управления этими контейнерами.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Docker

Иными словами, при помощи Докера вы можете упаковать приложение в изолированный контейнер, а потом разместить этот контейнер, где хотите, и где бы вы его ни развернули, везде у этого приложения будет одинаковое окружение. Подход сильно облегчает развёртывание и тестирование.

У вас может возникнуть вопрос, в чём разница докера и самой обычной виртуальной машины?

Контейнеры и виртуальные машины — это разные способы виртуализации. Только виртуалка реализует её на уровне железа, а Docker — на уровне операционной системы.

Виртуальная машина функционирует как отдельный компьютер с собственным оборудованием и операционной системой. Распространённая практика — купить большой сервер и установить на него гипервизор, базу для виртуалок. Сервер «нарезается» на много виртуальных компьютеров, что избавляет нас от необходимости покупать их отдельно.

Виртуальные компьютеры вполне полноценны. На них можно установить операционную систему любого семейства и работать в ней, например, через графический интерфейс в многопользовательском режиме, устанавливая и запуская множество приложений и сервисов.

Если цель виртуалки — полностью воспроизвести устройство компьютера, то основная цель Docker — создать среду для одного приложения. Виртуальная среда контейнера запускается внутри операционной системы. Ей не нужно виртуализировать оборудование — она использует его через ОС. Поэтому контейнеры Docker потребляют меньше ресурсов, быстрее развёртываются, проще масштабируются и меньше весят.

Если кратко перечислить преимущества контейнеризации, то это:

• быстрое создание и развертывание приложений;
• непрерывные разработка, интеграция и развертывание;
• разграничение ответственности разработчиков и администраторов; ‰‰
• однородность сред разработки, тестирования и промышленного использования; ‰‰
• переносимость между разными облачными провайдерами и ОС;
• сосредоточение управления непосредственно на приложении;
• слабо связанные, распределенные, эластичные, независимые микросервисы; ‰‰
• изоляция ресурсов;
• утилизация ресурсов.

Все основные облачные провайдеры, такие как Amazon AWS, Google’s GCE, Microsoft’s Azure и даже Alibaba Cloud, предоставляют услуги по размещению контейнеров.

Докер работает на линухе. Чтобы использовать его на винде или макоси, нужно ставить виртуальную машину с линуксом. Теперь несколько слов о том, из каких компонентов состоит Докер:

• Docker host — это операционная система, на которую устанавливают Docker и на которой он работает.
• Docker daemon — служба, которая управляет Docker-объектами: сетями, хранилищами, образами и контейнерами.
• Docker client — консольный клиент, при помощи которого пользователи взаимодействуют с Docker daemon и отправляют ему команды, создают контейнеры и управляют ими.
• Docker image — это неизменяемый образ, из которого разворачивается контейнер.
• Docker container — развёрнутое и запущенное приложение.
• Docker Registry — репозиторий, в котором хранятся образы.
• Dockerfile — файл-инструкция для сборки образа.
• Docker Compose — инструмент для управления несколькими контейнерами. Он позволяет создавать контейнеры и задавать их конфигурацию.
• Docker Desktop — GUI-клиент, который распространяется по GPL. Бесплатная версия работает на Windows, macOS, а с недавних пор и на Linux. Это очень удобный клиент, который отображает все сущности Docker и позволяет запустить однонодовый Kubernetes для компьютера.

Основных сущностей для работы с докером три:

• Докер образ — неизменяемая штуковина, на основании которой потом будут создаваться контейнеры. В него ставятся приложение, конфигурации и зависимости. От мастер-образа можно наследовать другие образы, например, с другой файловой системой.
• Докерфайл — в этой штуковине находятся рецепты по получению контейнеризированного приложения из образа.
• Контейнер — собственно, ради этой сущности весь сыр-бор.

Ещё есть специальный репозиторий для хранения докер-образов.

Вы вполне можете использовать Докер без Кубера, но Кубер даст дополнительные возможности.

Kubernetes

Если кратко, то Kubernetes – это ПО, позволяющее гибко управлять контейнеризированными приложениями. Штука целиком гугловая, опережает все аналоги очень сильно. В общем, если вам надо строить инфраструктуру под сколько-нибудь сложное и высоконагруженное приложение, Кубер ваш выбор. А если вы используете микросервисную архитектуру, сама наука велела изучить и использовать этот софт.

Сущностей в этой предметной области много, рассмотрим основные, чтобы более-менее понять размещённую выше схему.

Кластер

Кластер — это набор компьютеров, хранилищ данных и сетевых ресурсов, с помощью которых Kubernetes выполняет различные задачи в вашей системе. Система может состоять из нескольких кластеров.

Узел

Узел — это отдельный компьютер (физический или виртуальный). Его задача состоит в запуске подов. Каждый узел в Kubernetes содержит несколько компонентов, таких как kubelet и прокси kube. Все они находятся под управлением ведущего узла. Узлы — это нечто наподобие рабочих пчел, которые занимаются выполнением всех основных задач. Устаревшее название узла — миньон.

Под

Под (pod) — это единица работы в Kubernetes. Каждый под содержит один или несколько контейнеров. Поды всегда работают совместно, то есть на одном компьютере. Все контейнеры внутри пода имеют одни и те же IP-адрес и пространство портов, они могут общаться между собой через локальный сервер или посредством межпроцессного взаимодействия. Кроме того, все контейнеры имеют доступ к общему локальному хранилищу данных узла, на котором находится под. Такое хранилище может быть подключено к каждому контейнеру.

---

Что же можно сделать при помощи Кубера?

Если совсем кратко, то с помощью Кубера вы можете создать полноценную, отказоустойчивую инфраструктуру на основе контейнеров и положиться на неё. Используя шаблоны Кубера, разработчики могут конструировать нативные облачные приложения, которые также будут обладать устойчивостью к высоким нагрузкам.

Несколько слов о возможностях Кубера:

В Кубере много автоматики, но эта система не является полностью автоматической и требует определённого уровня знаний для её конфигурирования.

В целом, это всё, что пиэму нужно знать про Докер и Кубер.