معرفی پلتفرم کوبرنتیز(Kubernetes)برای مبتدیان

 

معرفی کوبرنتیز (Kubernetes) برای مبتدیان

مقدمه

در دنیای امروز که معماری نرم‌افزارها به سمت استفاده از کانتینرها حرکت کرده، نیاز به سیستمی برای مدیریت، مقیاس‌بندی، و نظارت بر این کانتینرها بیش از پیش احساس می‌شود. کوبرنتیز (Kubernetes) یکی از قدرتمندترین پلتفرم‌ها در این زمینه است که ابتدا توسط گوگل توسعه داده شد و اکنون تحت نظر بنیاد CNCF (Cloud Native Computing Foundation) توسعه می‌یابد. در این مقاله، مفاهیم پایه‌ای کوبرنتیز معرفی شده و با اجزای کلیدی و کاربردهای آن آشنا می‌شویم.

چرا کوبرنتیز؟

۱. مدیریت خودکار

کوبرنتیز فرایندهای پیچیده‌ای مانند دیپلوی و مقیاس‌بندی اپلیکیشن‌ها را به‌صورت خودکار و بدون دخالت مستقیم انسان انجام می‌دهد.

۲. قابلیت اطمینان

با کاهش خطاهای انسانی و امکان خودترمیمی، کوبرنتیز به‌طور چشمگیری پایداری سیستم‌ها را افزایش می‌دهد.

۳. انعطاف‌پذیری محیطی

این سیستم در محیط‌های مختلف از جمله لوکال، کلاد عمومی و خصوصی قابل استفاده است و به راحتی با زیرساخت‌های مختلف هماهنگ می‌شود.

معماری کوبرنتیز: اجزای اصلی

معماری کوبرنتیز به دو بخش اصلی تقسیم می‌شود:

•  (Master Node) کنترل‌پلین : وظیفه مدیریت و کنترل کلی خوشه را بر عهده دارد.
• (Worker Nodes): مسئول اجرای پادها و کانتینرهای واقعی هستند.

در رأس این معماری، برنامه‌ها و سرویس‌های نهایی قرار دارند که توسط کاربران مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مفاهیم کلیدی کوبرنتیز

• Pod (پاد): کوچکترین واحد قابل استقرار که میتواند شامل یک یا چند کانتینر باشد.
• Service (سرویس): راهی برای ارائه دسترسی پایدار به پادها از طریق شبکه.
• Deployment (دیپلویمنت): سازوکاری برای مدیریت نسخه ها و مقیاس بندی پادها.
• NameSpace (نیم‌اسپیس): امکان جداسازی منطقی منابع در یک خوشه را فراهم می‌کند.

مثال عملی: دیپلوی اولیه با Nginx

گام ۱: آماده‌سازی فایل YAML

یک فایل به نام  nginx.yaml شامل مشخصات مورد نیاز دیپلویمنت نوشته می‌شود.

گام ۲: اجرای دستور دیپلوی

        kubectl apply -f nginx.yaml

گام ۳: بررسی وضعیت پادها

kubectl get pods

مقیاس بندی افقی (Horizontal Scaling)

کوبرنتیز به سادگی امکان افزایش تعداد پادها را فراهم می‌کند.

نمونه:

ابتدا یک پاد داریم، سپس با دستور زیر تعداد آن را به ۳ افزایش می‌دهیم:

kubectl scale deployment/nginx --replicas=3

نتیجه: سه پاد فعال می‌شوند و بار بین آن‌ها توزیع می‌گردد.

مدیریت خودترمیمی (Self-Healing)

کوبرنتیز دارای قابلیت تشخیص و بازیابی خودکار است.

• وضعیت نرمال: تمام پادها در حال اجرا هستند.
• رخداد خطا: یک پاد از کار می‌افتد.
• تشخیص و بازیابی: کوبرنتیز به صورت خودکار پاد جدیدی را جایگزین می‌کند.
• نتیجه: سیستم بدون توقف به کار خود ادامه می‌دهد.

روش‌های سرویس‌دهی خارجی و بارگزاری

LoadBalancer

مناسب برای کلادهای عمومی، با اختصاص یک IP خارجی واقعی.

NodePort

پورت‌هایی بالاتر از ۳۰۰۰۰ را برای تست و توسعه در دسترس قرار می‌دهد.

Ingress

ابزار پیشرفته برای مسیردهی ترافیک HTTP و HTTPS با قوانین قابل تنظیم.

مزایا و چالش‌های کوبرنتیز

مزایا

• مقیاس‌پذیری سریع و خودکار
• امکان استقرار مستمر (CI/CD)
• اکوسیستم قدرتمند و جامعه پشتیبان
• قابلیت پیکربندی بالا و انعطاف‌پذیری

چالش‌ها

• شیب یادگیری نسبتاً بالا برای تازه‌کارها
• پیچیدگی در تنظیمات اولیه
• نیاز به منابع سخت‌افزاری کافی
• دشواری عیب‌یابی در برخی سناریوها

جمع‌بندی و منابع یادگیری

برای یادگیری بهتر کوبرنتیز، منابع زیر پیشنهاد می‌شود:

• مستندات رسمی kubernetes.io
• آموزش‌های ویدیویی: کانال‌های یوتیوب مرتبط
• محیط تمرینی: استفاده از ابزارهایی مانند Minikube یا Kind
• انجمن‌ها: مشارکت در Slack، Stack Overflow و فروم‌های تخصصی

 

گرد آورنده: مهران احمدوند