Kubernetes или нет? Какой тогда подход к построению гибридного облака лучше?

Kubernetes или нет? Какой тогда подход к построению гибридного облака лучше?

Ответ зависит от ряда факторов. Главный из них, предпочтительный для вас принцип управления рабочими нагрузками: с помощью Kubernetes или посредством стандартных инструментов публичного облака. На платформах Anthos и Tanzu, например, оркестратор с открытым кодом используется для координации всех процессов, тогда как в решениях вроде Outposts и Azure Stack для развертывания приложений и управления ими используются собственные облачные инструменты оператора (CloudWatch, CloudTrail, CloudFormation и т.д.). Если вы предпочитаете средства развертывания приложений и управления ими, которые предлагает сам оркестратор Kubernetes, возможно, стоит сделать выбор в пользу платформы, где есть эта возможность.

Второй фактор, который стоит учесть при выборе, — масштабы контейнеризации ваших приложений. Kubernetes позволяет управлять не только контейнерами, но и виртуальными машинами, и в частности, в Tanzu и Anthos оркестрация виртуальных машин — одна из основных функций. И все же, применять Kubernetes для управления виртуальными машинами кажется не вполне уместным, учитывая, что система в первую очередь предназначена для контейнеров. Виртуальным машинам обычно нужно больше времени на запуск и остановку, чем контейнерам, и чаще всего ВМ запускают в меньшем количестве экземпляров, чем контейнеров. Если ваши рабочие нагрузки преимущественно состоят из виртуальных машин, вероятно, в этом случае больше подойдет гибридное облако, основой которого является какое-то другое решение

Неплохо также учесть долгосрочные перспективы самого Kubernetes. Сегодня он пользуется бешеной популярностью, в связи с чем платформу, собственно, и взяли на вооружение Google, VMware и другие компании, однако она появилась всего семь лет тому назад. Вполне возможно, что со временем Kubernetes уйдет в прошлое, как временное увлечение, а не станет одним из столпов мира ИТ.

Можно напомнить, что еще пять-шесть лет тому назад, когда о Kubernetes еще мало кто слышал, казалось, что технологическим миром будет править система контейнеризации Docker и что надо внедрять решения на ее основе. Но вышло по-другому: создатели Docker из одноименного стартапа раскрыли формат контейнеров, а Google передала сообществу Open Source свою разработку Kubernetes. В результате Docker стал лишь катализатором развития экосистемы Kubernetes. Альтернативой решению с открытым кодом мог бы стать оркестровщик контейнеров Mesosphere и другие, но поскольку Kubernetes взяли на вооружение тяжеловесы во главе с Microsoft, этого не произошло. Если история повторится, внедрять сейчас гибридную платформу на базе Kubernetes, — это все равно что несколько лет тому назад полностью перейти на Mesosphere. Все будет работать, пока будет сохраняться «хайп», но когда мода пройдет, возможно, понадобится полная перестройка.

И, напоследок, в процессе выбора стоит учесть еще один фактор. В целом гибридные облака на Kubernetes обеспечивают больше гибкости, чем среды, зависимые от собственных инструментов облачного оператора. Например, если вы пользуетесь Azure Stack, то в случае необходимости будет трудно перейти на AWS Outposts, ведь по сути это потребует полноценной миграции из Azure в AWS. А вот переход с Anthos на Tanzu пройдет проще (хотя тоже не идеально легко), поскольку обе платформы базируются на Kubernetes.

В любом случае, на сегодня есть немало причин остановить свой выбор на Kubernetes в качестве платформы гибридного облака. Вместе с тем, могут быть и вполне разумные основания выбрать платформу, которая не имеет инструментов Kubernetes, и поддерживает больше видов рабочих нагрузок, чем решение с открытым кодом.

Сегодня даже консервативные организации начинают внедрять Kubernetes. Платформа предлагает очевидные преимущества, — удобное развертывание, высокая скорость и гибкость, прозрачное управления расходами, — но при этом приводит к ряду новых проблем. Во многом эти проблемы в разных организациях схожи, но универсального решения для них не существует.

Ясно, можете простыми словами объяснить почему организации так стремятся использовать контейнеры и Kubernetes? 

Ясно, можете простыми словами объяснить почему организации так стремятся использовать контейнеры и Kubernetes? 

Виталий Стрекалов

Обычно на это много причин, и хотя тут есть свои нюансы, можно выделить несколько общих факторов.

Например:

— Сокращение ИТ-расходов. Контейнеры могут работать гораздо эффективнее, чем архитектуры приложений на основе виртуальных машин или других более традиционных технологий. Их можно плотнее размещать на экземплярах, чтобы сократить объем необходимых приложению ресурсов в ЦОД или облаке. Поскольку контейнеры используют общую операционную систему, они занимают меньше места по сравнению с виртуальными машинами и требуют меньше вычислительной мощности, памяти и хранилища. Экономия затрат по всей организации может быть ощутимой.

— Повышение продуктивности разработчиков. Контейнеры хорошо подходят для DevOps и, в целом, ускоряют разработку, тестирование и развертывание приложений. Они быстрее реагируют на изменения в рыночной экосистеме и поведении заказчиков. С их помощью можно проверить, как разные приложения помогают достичь бизнес-целей. С контейнерами каждый разработчик может делать больше за меньшее время.

— Более быстрый вывод продукта на рынок. Приложения можно не только быстрее разрабатывать, но и быстрее выводить на рынок, чтобы опередить конкурентов.

— Переносимость между средами. Контейнеры работают одинаково в любой среде. Разработчик может быть уверен, что, если приложение работало корректно на локальном компьютере, оно будет работать и в другой среде. Это одна из причин повышенной производительности и быстрого выхода на рынок. При этом контейнеры могут упростить перенос инфраструктуры организации в публичное облако, а также реализацию мультиоблачной и гибридной стратегии.

— Упрощенное обслуживание. Контейнеры проще и дешевле обслуживать и масштабировать. Не только сам контейнер, но и отдельные компоненты приложения можно масштабировать независимо от других. Это упрощает модернизацию, в том числе с помощью современных методов последовательного обновления. Сбой одного контейнера редко приводит к сбою всего приложения, поскольку проблему легче изолировать. Контейнеры проще переносить, чем монолитные приложения, и они поддерживают любые среды, поэтому в производственной среде меньше вероятности наткнуться на проблемы, не проявившиеся во время разработки и тестирования.

Почему Kubernetes?

Суть Kubernetes в том, что он позволяет использовать контейнеры. Без платформы оркестрации было бы невозможно воспользоваться всеми преимуществами контейнеров, потому что минусы перевесили бы плюсы. С помощью Kubernetes организации могут автоматизировать балансировку нагрузки, самовосстановление, оркестрацию хранилища, управление конфигурацией, выпуски и откаты, включая современные стратегии, вроде канареечного развертывания.

Без этого уровня автоматизации использовать контейнеры было бы очень непрактично. Контейнерам нужна оркестрация, и почти сразу стало очевидно, что использовать Kubernetes будет лучше, чем создавать платформу оркестрации с нуля или использовать конкурирующие технологии.

Kubernetes и контейнеры, конечно, самая важная часть облачного стека, но они не решают всех задач по управлению контейнеризированными облачными приложениями в производственной среде. Первым пользователям приходилось создавать собственные решения для управления сложностями, связанными с Kubernetes, и сопутствующими задачами. С развитием экосистемы появились различные типы вспомогательных решений. Прежде чем рассмотреть эти решения, давайте поговорим о сложностях, связанных с Kubernetes, и их влиянии на разные типы организаций.

А не подскажите тогда, какие основные сложности с внедрением Kubernetes в организации?

А не подскажите тогда, какие основные сложности с внедрением Kubernetes в организации?

Елизавета Кондратенкова

Неожиданно высокие расходы

Поскольку организации нередко переходят на Kubernetes с целью сэкономить, увеличение расходов становится неприятной неожиданностью, особенно если бюджет ограничен. При правильном подходе расходы действительно можно сократить. Вот несколько ловушек, которых следует избегать при переходе на Kubernetes.

Kubernetes — это платформа с открытым исходным кодом, как и многое программное обеспечение в облачной экосистеме. Благодаря открытому исходному коду организации могут сократить операционные и капитальные затраты (OpEx и CapEx). Но есть здесь и подводные камни, например:

— Зависимость от вендора. Базовая версия Kubernetes подходит не всем организациям, и многие выбирают коммерческий дистрибутив или платформу Kubernetes, привязанную к облачному провайдеру. В результате организации не могут просто уйти от вендора, например, если цены стали слишком высокими.

— Расходы на миграцию. Переход на Kubernetes требует времени. Организации часто не понимают, сколько сил и денег понадобится для переноса всех систем в контейнеры.

— Рекомендации по контролю расходов. По умолчанию в Kubernetes не включены ограничения на использование ресурсов, и разработчики — особенно новички в Kubernetes — не всегда знают, что нужно, например, настроить эти ограничения, чтобы сэкономить.

Недостаток навыков

Kubernetes — это относительно новая технология. Она настолько сложная, что даже довольно опытные пользователи до сих пор постигают ее. Kubernetes также использует постоянно растущую экосистему бесплатных и коммерческих инструментов, хранилищ, сетевых решений и систем мониторинга. У Kubernetes столько дистрибутивов, платформ и вендоров, что одному человеку невозможно разобраться во всем этом многообразии.

— Непрерывное развитие. Kubernetes и его экосистема постоянно развиваются, причем иногда так быстро, что за ними невозможно угнаться. Во всяком случае, не получится охватить всю широту лучших практик и новых функций в Kubernetes и сопутствующих технологиях.

— Узкая специализация. Команды по Kubernetes в организациях часто изучают только одну область, актуальную для бизнеса, и упускают важные моменты, новые возможности и лучшие практики, например по операциям второго дня. Иначе говоря, даже инженеры, которые регулярно используют Kubernetes, часто многого не знают, а потому их возможности в Kubernetes ограничены.

Недостаток навыков и необходимость постоянно инвестировать в обучение также увеличивает общую стоимость использования Kubernetes.

Мультиоблачная и гибридная среда

Одно из основных преимуществ использования контейнеров — их переносимость между средами. И хотя контейнеры переносить несложно, потребуется немало усилий для переноса рабочей нагрузки Kubernetes между публичными облаками или из публичного облака в частное, особенно при использовании дистрибутивов от облачного провайдера. При этом возможность работать в нескольких средах — это одно из главных преимуществ контейнеров и Kubernetes. Организациям нужна эта возможность, чтобы достигать своих бизнес-целей — контроль расходов, свободный выбор вендоров, обеспечение высокой доступности и т. д. Переносимость между средами важна для эффективного конвейера CI/CD, поскольку среды разработки, тестирования и производства часто находятся в разных облаках.

— Согласованность между средами. Для эффективной реализации мультиоблачной и гибридной стратегий необходимо обеспечить максимальную согласованность между средами. Любую конфигурацию, секреты или данные, относящиеся к одной среде, нужно определить для этой среды, а не включать в образ контейнера или конфигурацию рабочей нагрузки. При таким подходе рабочие нагрузки можно будет перемещать без изменений.

Чрезмерное многообразие инструментов

У Kubernetes необъятная экосистема инструментов и платформ, которая продолжает расти. Если вашей организации нужна функция, которой нет в готовом варианте Kubernetes, скорее всего, вы найдете для нее подходящий инструмент. С другой стороны, такое изобилие приводит к двум проблемам:

— Выбор инструмента. При подборе инструмента приходится искать компромисс. Насколько хорошо он будет сочетаться с другими инструментами? Что лучше — гибкий инструмент с открытым исходным кодом или ограниченный и более дорогой коммерческий инструмент? Как контролировать и стандартизировать использование инструментов в организации? Многообразие инструментов в сочетании с недостатком навыков усложняет не только выбор инструментов, но и сам переход на Kubernetes.

— Управление инструментами. Организации часто используют десятки разных инструментов, поэтому персоналу требуется больше времени на обучение, а затем и на управление всей этой сложной системой.

Безопасность, сети и хранилище

Для перехода на Kubernetes организация должна изменить свой подход к управлению безопасностью, сетями и хранилищем. Эксперты в этих областях должны освоить совершенно новые принципы, а разработчики приложений, которые раньше и не думали об этих аспектах, сейчас должны изучить их и включить в рабочий процесс.

Контейнеры и Kubernetes не более уязвимы, чем монолиты, но требуют иного подхода к безопасности, который основан скорее на управлении конфигурацией, чем на защите периметра. Службы ИБ должны научиться по-новому управлять безопасностью, при этом помогая командам DevOps работать еще быстрее.

Управление stateful-приложениями в Kubernetes не только возможно, но и выполняется в производственной среде многими организациями, хотя изначально контейнеры задуманы как stateless. При этом требуются навыки управления облачным хранилищем, которое работает не так, как хранилище в традиционной среде.

Правильно настроить балансировку нагрузки тоже непросто, но это необходимо, чтобы гарантировать доступность и производительность приложения.

Операции второго дня

Очень редко организации включают операции второго дня в подтверждение концепции, но приложения в Kubernetes, как и все остальные, большую часть жизненного цикла проводят в производственной среде, где их нужно исправлять, обновлять и отслеживать. Потребуется много времени и сил, чтобы обновить кластер или установить исправление для системы безопасности вручную. К тому же существует высокий риск ошибок. Один из способов автоматизировать эти задачи — использовать операторы, которые расширяют функционал без изменения базовой конфигурации Kubernetes. Операторы — это инструменты автоматизации, которые выполняют определенные операции без вмешательства пользователя. Операторы Kubernetes помогают автоматизировать операции второго дня, но большинство из них подразумевают зависимость от вендора. Кроме того, они не всегда достаточно зрелые, чтобы использоваться в производственной среде.

Операционные сложности Kubernetes мешают организациям в полной мере использовать преимущества контейнеров и платформы. У большинства организаций очень высокие требования к безопасности и комплаенсу: если Kubernetes им не отвечает, они не будут его использовать. Другие проблемы, вроде высоких расходов или недостатка навыков, не позволяют эффективно использовать ресурсы и применять гибкие методы разработки — а это как раз те преимущества, которые организации ожидают от Kubernetes.

Есть способы решить эти операционные проблемы, а также другие сложности, о которых мы говорили выше. Мы рассмотрим пять стратегий, с которыми использовать Kubernetes будет проще и дешевле, а также преимущества и недостатки каждой из этих стратегий.