Наші курси
Гайди

Як вивчити Kubernetes: повна дорожня карта та ресурси

Kubernetes — це потужний інструмент для оркестрування контейнеризованого програмного забезпечення. Він є одним з ключових для автоматизації, масштабування застосунку та управління інфраструктурою. Це не лише інструмент, але і складна система, яка вимагає глибокого розуміння та вивчення концепцій.

Розгляньмо повний шлях, який необхідно пройти для того, щоб навчитися користуватися Kubernetes. 

Що необхідно знати перед тим, як почати вивчати Kubernetes

В першу чергу варто поновити свої знання з основних концепцій та технологій IT. Тоді вивчення Kubernetes буде цікавим і легким. 

Що варто повторити:

  • основи розподілених систем, їхнє використання в IT-інфраструктурі;
  • різниця між аутентифікацією та авторизацією;
  • основи та випадки використання бази даних «ключ-значення» (Key-Value Store);
  • API, а саме RESTful API та API gRPC;
  • синтаксис YAML;
  • протоколи виявлення сервісів (service discovery);
  • основи роботи з мережами: рівні моделі OSI (L4 та L7), SSL/TLS, проксі, DNS, iptables, nftables, SDN.

Дорожня карта Kubernetes

Освоїти Kubernetes непросто, але з правильним роадмапом навчитися працювати з ним буде набагато легше. Пропонуємо детальну дорожню карту вивчення Kubernetes. 

1. Зрозумій архітектуру Kubernetes

Архітектура Kubernetes є доволі складна, тому на її розуміння може піти багато часу. До основ, які варто вивчити, можна віднести наступне:

  • control plane та компоненти;
  • робочі вузли або ноди (worker nodes): Kube Proxy, Kubelet, Container Runtime;
  • додаткові компоненти (addons): CoreDNS, мережеві плагіни (Calico, weave тощо), Metric Server;
  • відмовостійкий кластер: концепції high availability в масштабуванні кластера в кількох зонах і регіонах;
  • проєктування мереж: мережевий дизайн і вимоги Kubernetes.

2. Опануй налаштування кластера Kubernetes 

Щоб ефективно працювати в продуктовому середовищі, варто розуміти кожен компонент та конфігурацію кластера. Попри різні методи розгортання кластера Kubernetes бажано навчитися створювати багатовузлові кластери з нуля, щоб більше знати про концепцію high availability, масштабування та безпеку кластера.

Створити кластер можна наступним чином:

  • Kubernetes the Hard Way — це туторіал, що створений для навчання. Корисний для розуміння кожного крок, необхідного для створення кластера;
  • через kubeadm — допоможе автоматизувати налаштування кластера Kubernetes і підготуватися до сертифікації;
  • через Kind — інструмент для запуску локальних кластерів Kubernetes за допомогою нодів контейнера Docker. Може використовуватися для локальної розробки або CI;
  • через Minikube — просте налаштування кластера, яке можна використовувати для розробки та тестування програм на Kubernetes. Можна створювати кластери з одним або кількома нодами.

3. Дізнайся про ключові конфігурації кластера

Навіть якщо ти використовуєш керований кластер, може з’явитися потреба змінити певні налаштування. Тому важливо знати, які конфігурації має кластер.

Якщо ти збираєшся отримати сертифікацію Kubernetes, ти обов’язково маєш розумітися у кластерах. Одне з завдань іспиту — усунути проблеми кластера та розібратися з неправильною конфігурацією. 

4. Розберись у файлі Kubeconfig

Kubeconfig — це файл YAML, який містить всю інформацію про кластер. Він використовується інструментами командного рядка для аутентифікації кластера в системі CI/CD.

Kubeconfig зберігає інформацію для декількох кластерів і користувачів, що дозволяє легко перемикатися між різними кластерами. Це важливий інструмент для керування доступом до кластерів Kubernetes та взаємодії з ними.

5. Зрозумій різницю між об’єктом і ресурсом у Kubernetes 

У Kubernetes об’єкти — це постійні сутності у кластері, які представляють бажаний стан системи. До них відносять ноди, сервіси та розгортання. Об’єкт представлений у форматі YAML або JSON. Він створюється та керується сервером API Kubernetes і зберігається в etcd — сховищі «ключ-значення». 

Для створення різних типів об’єктів існують кінцеві точки API, які надає сервер Kubernetes API. Ці точки API називаються ресурсами. Простими словами, кінцева точка для створення модуля — це ресурс модуля.

6. Дізнайся про об’єкт Pod

Под — це базовий блок Kubernetes, на основі якого побудовано багато інших об’єктів. Для розуміння роботи Kubernetes треба вивчити всі концепції пода і пов’язані з ними об’єкти, наприклад, service, ingress, persistent volume, configmap і secret 

Як тільки ти розумітимеш концепції та матимеш значний практичний досвід, можна вивчати об’єкти, які залежать від подів.

7. Вивчи об’єкти, залежні від Pod

Kubernetes має різні об’єкти, що використовують поди для забезпечення високої доступності додатків. Після вивчення подів можна переходити до наступних об’єктів:

  • Replicaset — підходить для stateless-застосунків, де потрібно кілька однакових подів;
  • Deployment — для stateless-застосунків, де є потреба швидко оновити ПЗ або відкотити його до попередньої версії;
  • Statefulset — для баз даних та інших stateful-застосунків;
  • Daemonsets — для моніторингу нодів або лог-агентів;
  • Jobs — для пакетної обробки;
  • Cronjobs — для запланованих завдань, таких як резервне копіювання.

8. Зрозумій концепцію Ingress та Ingress-контролерів

Простими словами, Ingress — це двері для керування вхідним трафіком до декількох внутрішніх служб Kubernetes. Він працює на рівні 7 моделі OSI, тобто він може розуміти HTTP і HTTPS. 

Ingress-контролер забезпечує роботу Ingress. Це ПЗ, яке працює всередині кластера і перевіряє наявність змін в правилах DNS/маршрутизації від об’єкта Ingress. Це дозволяє йому динамічно адаптувати маршрутизацію трафіку відповідно до змін у конфігурації.

9. Навчись розгортати застосунок з мікросервісною архітектурою

Після того, як ти зрозумів основи, концепції та об’єкти Kubernetes, можеш спробувати розгорнути мікросервісний застосунок. Для цього не потрібно його розробляти: вибери будь-яку open source програму з мікросервісною архітектурою і задеплой її. 

Можеш використовувати як простіші, так і складніші варіанти деплойменту. Якщо ти готовий до викликів, отримай доменне ім’я, спробуй створити мікросервісний застосунок з нуля і розмістити його на своєму домені.

10. Дізнайся про захист кластера Kubernetes

Розумітися на безпеці кластера – це не просто хороша практика, а необхідність. У Kubernetes впровадити безпеку можна використовуючи:

  • сервісні акаунти;
  • контекст безпеки для подів;
  • фреймворки Seccomp і AppArmor;
  • систему контролю доступу до різних об’єктів залежно від ролей (RBAC);
  • систему контролю доступу до різних об’єктів залежно від атрибутів користувача, ресурсу та середовища (ABAC).

11. Вивчи інструменти керування конфігурацією Kubernetes

У реальних проєктах існують різні середовища розробки: dev, stage, pre-production, production. DevOps-інженер не може створювати окремі файли YAML для кожного середовища та керувати ними вручну, тому потрібно використовувати системи для ефективного управління конфігураціями YAML, наприклад, Helm або Kustomize.

12. Навчись працювати з оператором Kubernetes

Оператори — це вже більш просунутий рівень володіння Kubernetes. Щоб зрозуміти, як працювати з операторами, для початку треба ознайомитися з користувацькими визначеннями ресурсів (CRD), контролерами допуску (admission controllers) та вебхуками. Для перших спроб роботи з операторами встанови Prometheus і MySQL. 

13. Дізнайся про важливі конфігурації Kubernetes

Вивчаючи Kubernetes, ти можеш використовувати кластер у відкритій мережі, проте це не стосується корпоративних мереж. Для роботи таких кластерів необхідно розумітися на спеціальних конфігураціях:

  • користувацький DNS-сервер;
  • користувацький реєстр образів;
  • відправлення логів у зовнішні системи логування;
  • ідентифікація Kubernetes OpenID Connect;
  • розділення та захист нодів для обробки даних про платіжні картки (PCI) та про персональну інформацію (PII).

Корисні ресурси для вивчення Kubernetes 

Щоб полегшити твоє знайомство з Kubernetes, зібрали список перевірених та вичерпних ресурсів

  1. Kubernetes має офіційний посібник, який охоплює основи, конфігурації, деплоймент stateless і stateful застосунків, сервіси та безпеку Kubernetes; 
  2. Розгортання великих кластерів у хмарі може бути дорогим. Деякі сервіси надають безплатні кредити (cloud credits), з якими ти можеш навчитися запускати кластери як для реального проєкту. Використовуй один сервіс за раз, а після закінчення безплатних кредитів переходь на наступний:
  3. Kubernetes Failure Stories — статті про невдачі при впровадженні Kubernetes. Після прочитання ти зможеш уникнути цих помилок у своїй роботі з інструментом.

Післяслово

Kubernetes дозволяє DevOps-інженеру легше керувати складними застосунками з мікросервісною архітектурою, забезпечуючи надійність, високу доступність та масштабованість проєкту. Цей інструмент — лідер на ринку оркестрування контейнерів, і його варто вивчити, адже його опанування може відкрити багато можливостей для твого кар’єрного росту.

Ти можеш вивчати Kubernetes самостійно по відеоуроках або текстових заняттях, та це займе багато часу та зусиль. Але найкращий спосіб розібратися з такою складною системою — вчитися з підтримкою досвідченого ментора. Саме таке навчання ми пропонуємо на курсі «Адміністрування Kubernetes. Практикум», де за 3 тижні ти навчишся працювати з Kubernetes з допомогою DevOps-практика з 10+роками досвіду у сфері.

Залишити відповідь

Схожі статті

Дякуємо, що поділились