Kubernetes عبارة عن نظام أساسي قوي مفتوح المصدر لتنظيم الحاويات يعمل على تبسيط نشر وإدارة التطبيقات المعبأة في حاويات. قامت Google بتطويره لتمكين المؤسسات من الوصول إلى أنظمة أكثر موثوقية وقابلة للتطوير وقابلة للصيانة.
اكتسبت Kubernetes اعتمادًا واسع النطاق في السنوات الأخيرة بفضل تنوعها وكفاءتها وقدرتها على توسيع نطاق التطبيقات بما يتماشى مع المتطلبات المتغيرة بسلاسة. تكمن الميزة الرئيسية لـ Kubernetes في قدراتها على تنظيم الحاوية.
الحاويات عبارة عن بيئات تشغيل مستقلة وخفيفة الوزن يمكنها استضافة مكونات مختلفة من التطبيق. من خلال الاستفادة من قوة Kubernetes ، يمكن للمؤسسات تحقيق أنظمة أكثر مرونة وقابلية للتوسع ومرونة من خلال أتمتة نشر هذه الحاويات وتوسيع نطاقها وإدارتها.
المكونات الرئيسية لهندسة معمارية Kubernetes
تتكون بنية Kubernetes النموذجية من عدة مكونات رئيسية. يؤدي فهم هذه المكونات إلى تمكين المطورين والمهندسين المعماريين من إنشاء تطبيقات Kubernetes أصلية عالية الجودة. المكونات الرئيسية تشمل:
- الكتلة: المجموعة عبارة عن مجموعة من الأجهزة المادية أو الظاهرية تسمى العقد التي تقوم بتشغيل التطبيقات ذات الحاويات. هذه العقد مترابطة ويتم تنظيمها بواسطة مستوى التحكم Kubernetes ، بهدف توزيع أعباء عمل التطبيق بكفاءة.
- العقد: العقدة هي آلة عاملة في مجموعة Kubernetes والتي قد تكون خادمًا فعليًا أو افتراضيًا. العقد المضيفة البودات ، وهي وحدات صغيرة قابلة للنشر تحتوي على حاوية واحدة أو أكثر. تتكون كل عقدة من وقت تشغيل حاوية ، مثل Docker ، ووكيل Kubernetes يسمى Kubelet.
- مستوى التحكم: مستوى التحكم مسؤول عن إدارة الحالة العامة للمجموعة وصحتها. إنه يضمن تشغيل العدد المطلوب من الحاويات والخدمات وأنه تم تكوينها بشكل صحيح. تشتمل مكونات مستوى التحكم على خادم Kubernetes API ، ومخزن بيانات إلخ ، والعديد من أدوات التحكم والجدولة.
- Kubelet: Kubelet هو عامل يعمل على كل عقدة تتصل بمستوى التحكم لضمان الحالة المرغوبة لقرون العنقود. يقوم ببدء تشغيل الحاويات وإيقافها وإعادة تشغيلها حسب الضرورة وإجراء فحوصات صحية للحفاظ على الحالة المطلوبة للنظام.
- وكيل Kube: Kube-proxy هو وكيل شبكة يعمل على كل عقدة في الكتلة. إنه يتعامل مع اتصالات الشبكة بين Pods على العقد والخدمات المختلفة ، مما يضمن موازنة حركة المرور بشكل مناسب وإعادة توجيهها.
- etcd: etcd هو مخزن ذو قيمة مفتاح موزع يعمل كمخزن بيانات أساسي لـ Kubernetes. يخزن ويدير التكوين والبيانات الوصفية لمجموعة Kubernetes ، مثل حالة الخدمة والنشر. باستخدام بروتوكول الإجماع ، يضمن إلخ أن تكوينات الكتلة يتم الحفاظ عليها باستمرار ومتاحة بشكل كبير عبر النظام الموزع.
التحديات عند تصميم برامج Kubernetes
بينما يمكن لـ Kubernetes تحسين نشر وإدارة التطبيقات المعبأة في حاويات بشكل كبير ، قد يواجه المطورون والمهندسون المعماريون العديد من التحديات عند تصميم البرامج لهذا النظام الأساسي. قد تشمل هذه التحديات:
- التغلب على منحنى التعلم: يتمتع Kubernetes بمنحنى تعليمي حاد ، خاصة للمطورين الجدد في تنسيق الحاوية وتطوير السحابة الأصلية. قد يكون فهم المفاهيم والمكونات الأساسية لبنية Kubernetes وإتقان الأدوات وسير العمل اللازمة لإدارة الحاويات أمرًا صعبًا.
- إدارة التطبيقات ذات الحالة: يمكن أن تكون التطبيقات ذات الحالة التي تعتمد على الحفاظ على معلومات الحالة (مثل قواعد البيانات) أكثر صعوبة في إدارتها على Kubernetes. يجب على المطورين تنفيذ استراتيجيات قوية للبيانات المستمرة ، مثل استخدام مجموعات StatefulSets والأحجام الثابتة ، مع ضمان الحماية الكافية للبيانات والنسخ الاحتياطي.
- تحقيق الأمان: يتطلب تأمين التطبيقات المعبأة في حاويات في بيئة Kubernetes الاجتهاد والاهتمام بالتفاصيل. يجب على المطورين إدارة التحكم في الوصول وسياسات الشبكة وتكوينات أمان الحاويات بعناية لتقليل نواقل الهجوم المحتملة وحماية البيانات الحساسة.
- القابلية للملاحظة: تعد المراقبة والتسجيل والتتبع أمرًا بالغ الأهمية لإدارة التطبيقات المعبأة في نظام Kubernetes البيئي. يجب على المطورين تنفيذ وتكوين الأدوات والعمليات المناسبة لمراقبة أداء التطبيق ، وتحديد المشكلات ، وتتبع الأسباب الجذرية للمشكلات في النظام الموزع.
- تعظيم فوائد تطوير السحابة الأصلية: لتحقيق إمكانات Kubernetes بالكامل ، يجب على المطورين اعتماد مبادئ السحابة الأصلية ، مثل تقسيم التطبيقات إلى خدمات مصغرة ، والاستفادة من الأتمتة ، وتنفيذ خطوط أنابيب CI / CD. يتطلب ذلك إعادة التفكير في بنيات التطبيقات وتنفيذ مهام سير عمل جديدة لدعم عملية تطوير أكثر مرونة واستجابة.
أفضل الممارسات لتصميم تطبيقات Kubernetes-Native
أثناء عملك للتغلب على التحديات التي تواجهك عند تصميم برامج Kubernetes ، من الضروري تبني أفضل الممارسات لتصميم تطبيقات Kubernetes الأصلية. سيضمن اتباع هذه التوصيات أن تكون تطبيقاتك قابلة للتطوير ومرنة على هذه المنصة القوية.
قم بتقسيم التطبيقات إلى الخدمات المصغرة
تعد بنية الخدمات المصغرة مناسبة بشكل طبيعي لنظام Kubernetes نظرًا لإمكانياتها المتأصلة في إدارة أعباء العمل المعبأة في حاويات وتنظيمها. صمم تطبيقاتك كمجموعة من الخدمات الصغيرة المستقلة ، والمرتبطة بشكل فضفاض والتي يمكن تطويرها ونشرها وتوسيع نطاقها بشكل مستقل. هذا يعزز قابلية الصيانة بشكل أفضل ويتيح إدارة الموارد بكفاءة عبر بيئات السحابة الموزعة.
استخدم نهج DevOps
يؤدي تبني ثقافة DevOps في عملية التطوير إلى تسهيل التعاون بين فرق التطوير والعمليات. إنه يحسن الكفاءة والإنتاجية ويلعب دورًا مهمًا في نشر تطبيقات Kubernetes الأصلية. يتيح دمج DevOps مع Kubernetes خطوط أنابيب سلسة من طرف إلى طرف ، مما يضمن التسليم السريع والتحسين المستمر للتطبيقات المعبأة في حاويات.
تنفيذ خطوط أنابيب CI / CD
تعتبر خطوط أنابيب التكامل المستمر (CI) والنشر المستمر (CD) ضرورية لتطوير التطبيقات السريعة والتكرار المستمر. يمكن أن تستفيد تطبيقات Kubernetes الأصلية من CI / CD من خلال أتمتة عمليات الإنشاء والاختبار والنشر للتطبيقات المعبأة في حاويات. يؤدي إلى نشر أسرع وتقليل وقت التوقف عن العمل وتحسين استقرار التطبيق.
الاستفادة من تنظيم الحاويات
الحاويات هي اللبنات الأساسية للتطبيقات القائمة على الخدمات المصغرة في Kubernetes. من خلال تنفيذ تنسيق الحاويات باستخدام Kubernetes ، فإنك تضمن نشر الحاويات وقياسها وإدارتها بكفاءة. يتعامل Kubernetes تلقائيًا مع تخصيص الموارد وموازنة الحمل وإدارة دورة حياة الحاوية ، مما يجعل إدارة التطبيقات وتوسيع نطاقها أسهل.
أتمتة نشر التطبيق
يعد النشر الآلي جانبًا أساسيًا لتصميم تطبيقات Kubernetes الأصلية. يدعم Kubernetes العديد من الأدوات والأدوات المساعدة لأتمتة النشر ، مثل مخططات Helm و Operators. إنها تتيح لك تحديد مكونات التطبيق وحزمها وإدارة دورة حياة التطبيق بشكل فعال. سيؤدي الاستفادة من هذه الأدوات إلى تبسيط نشر التطبيق وضمان اتساق تطبيقاتك عبر البيئات.
ضمان الأمن والامتثال
تعد حماية تطبيقات Kubernetes الأصلية أمرًا حيويًا للحفاظ على الثقة وتلبية متطلبات الامتثال. تنفيذ أفضل الممارسات الأمنية ، مثل تكوين RBAC بشكل صحيح ، وفصل شبكات المجموعة ، ومسح صور الحاويات بحثًا عن نقاط الضعف ، ومراقبة الوضع الأمني لتطبيقاتك بانتظام. بالإضافة إلى ذلك ، ضع في اعتبارك حلول أمان الجهات الخارجية واتبع توصيات أمان Kubernetes.
تنفيذ المراقبة والمراقبة
تعتبر أدوات المراقبة والملاحظة الفعالة ضرورية لفهم صحة وأداء تطبيقات Kubernetes الأصلية. استخدم حلول المراقبة الأصلية Kubernetes مثل Prometheus و Grafana لجمع المقاييس وتصور البيانات وإنشاء تنبيهات لتطبيقاتك. سيساعدك هذا في تحديد المشكلات وحلها بسرعة ، وتحسين استخدام الموارد ، والحفاظ على الإتاحة العالية.
الاستفادة من منصة AppMaster لتطوير Kubernetes
في حين أن تطبيق أفضل الممارسات لتصميم تطبيقات Kubernetes الأصلية يمكن أن يحسن بشكل كبير عملية التطوير الخاصة بك ، فإن منصة AppMaster تقدم أيضًا دعمًا قيمًا عند تصميم البرامج وتطويرها لـ Kubernetes.
تعمل منصة AppMaster الخالية من الأكواد على تبسيط عملية تصميم التطبيقات لـ Kubernetes عن طريق أتمتة العديد من المهام الحاسمة ، بما في ذلك إنشاء الكود ، والتجميع ، والاختبار ، والنشر. نتيجة لذلك ، يمكنك إنشاء تطبيقات Kubernetes أصلية عالية الجودة بشكل أسرع وأكثر فعالية من حيث التكلفة.
تشمل المزايا الرئيسية لـ AppMaster لتطوير تطبيقات Kubernetes الأصلية ما يلي:
- القضاء على الديون التقنية: يقوم AppMaster بإنشاء تطبيقات من البداية كلما تغيرت المتطلبات ، مما يضمن لك الاستفادة من الأكواد الأكثر كفاءة وحداثة ، الخالية من الديون التقنية.
- تطبيقات قابلة للتطوير: يُنشئ النظام الأساسي تطبيقات خلفية عديمة الحالة باستخدام Go (Golang) ، مما يسمح لتطبيقات AppMaster بإثبات قابلية التوسع الاستثنائية للمؤسسات وحالات الاستخدام عالية الحمل.
- خيارات التخصيص الواسعة: يدعم AppMaster أنواعًا مختلفة من قواعد البيانات ويقدم خطة مؤسسة قابلة للتكوين بالكامل للمشاريع المعقدة مع العديد من الخدمات والتطبيقات الصغيرة.
- إنتاجية المطور: تساعد بيئة التطوير المتكاملة الشاملة (IDE) في AppMaster على تحسين سير عمل التطوير لديك وبناء تطبيقات الويب والجوّال والخلفية بشكل أكثر كفاءة.
توفر منصة AppMaster ميزة تنافسية كبيرة للمطورين الذين يبنون حلولًا على Kubernetes ، مما يتيح لك تسريع التطوير وتبسيط النشر وتقليل التكلفة مع الالتزام بأفضل الممارسات.
خاتمة
تعتبر هندسة البرمجيات الخاصة بـ Kubernetes رحلة معقدة ولكنها مجزية. من خلال التغلب على التحديات التي ينطوي عليها الأمر وتبني أفضل الممارسات لتصميم تطبيقات Kubernetes الأصلية ، يمكنك الاستفادة بشكل كامل من قوة هذا النظام الأساسي لإنشاء تطبيقات مرنة وقابلة للتطوير. تعمل منصة AppMaster no-code على تبسيط هذه العملية بشكل أكبر ، مما يساعدك على تطوير تطبيقات عالية الجودة بسرعة وكفاءة مع التخلص من الديون التقنية.
