مدیریت زیرساختهای نرمافزاری در این سالها از حالت سنتی خارج شده و به سمت مقیاسپذیری عظیم حرکت کرده است. اگر در دنیای فناوری فعالیت میکنید، محال است نام کوبرنتیس یا کوبرنتیز (Kubernetes) یا به اختصار K8s را نشنیده باشید. اما این غول دنیای دواپس یعنی کوبرنتیس چیست و چرا به قلب تپنده دیتاسنترهای مدرن تبدیل شده است؟ در این مقاله از وبلاگ دوآترین، به کالبدشکافی کامل این تکنولوژی میپردازیم.
فهرست مطالب
کوبرنتیس چیست؟
کوبرنتیس یک پلتفرم متنباز (Open-source) برای ارکستراسیون یا مدیریت خودکار کانتینرهاست. این پروژه که ابتدا توسط مهندسان گوگل طراحی شد و سپس به بنیاد CNCF اهدا گردید، وظیفه دارد استقرار، مقیاسپذیری و مدیریت اپلیکیشنهای کانتینرایز شده را تسهیل کند.
اگر کانتینرها را نوازندگان یک ارکستر فرض کنیم، کوبرنتیز نقش رهبر ارکستر را ایفا میکند تا اطمینان حاصل شود که هر نوازنده در زمان درست، با ریتم درست و به بهترین شکل وظیفهاش را انجام میدهد.
کانتینر چیست؟
برای درک کوبرنتیز، ابتدا باید بدانیم کانتینر چیست. کانتینر یک بسته نرمافزاری استاندارد است که کد برنامه و تمام وابستگیهای آن (کتابخانهها، فایلهای تنظیمات و غیره) را در یک محیط ایزوله قرار میدهد.
- مزیت اصلی: کانتینر باعث میشود برنامه در لپتاپ توسعهدهنده، سرور تست و سرور عملیاتی شرکت آترین دقیقاً به یک شکل اجرا شود.
- تفاوت با ماشین مجازی (VM): کانتینرها به جای مجازیسازی سختافزار، سیستمعامل را مجازیسازی میکنند؛ بنابراین بسیار سبکتر و سریعتر هستند.
کوبرنتیس چگونه کار میکند؟
معماری کوبرنتیز بر پایه حالت مطلوب (Desired State) است. شما به کوبرنتیز میگویید: «من میخواهم ۵ نسخه از وبسایت صرافی من همیشه در حال اجرا باشد.» کوبرنتیز به طور مداوم وضعیت فعلی را چک میکند و اگر یکی از نسخهها به هر دلیلی (مثل کرش کردن سرور) از دست برود، بلافاصله نسخه جدیدی را جایگزین میکند تا به آن حالت مطلوب برسد.
کلاستر کوبرنتیس چیست؟
مجموعهای از ماشینها (فیزیکی یا مجازی) که توسط کوبرنتیز مدیریت میشوند، یک کلاستر (Cluster) را تشکیل میدهند. یک کلاستر از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
- Control Plane (بخش مدیریتی): مغز متفکر کلاستر که تصمیمات کلی را میگیرد.
- Nodes (گرهها): ماشینهایی که کانتینرها و اپلیکیشنهای واقعی روی آنها اجرا میشوند.
نیاز به کلاسترینگ دارید؟ خدمات تخصصی و مشاوره رایگان DevAtrin در خدمت شماست
Kubernetes چطور کار میکند؟ (عمیقتر در فرآیند)
اما کوبرنتیز چیست و چگونه کار میکند: فرآیند کاری K8s از طریق یک API Server انجام میشود. وقتی شما دستوری را ارسال میکنید، مراحل زیر طی میشود:
- Sheduling: سیستم تصمیم میگیرد که کانتینر روی کدام نود (Node) که منابع خالی بیشتری دارد اجرا شود.
- Self-healing: اگر نودی خراب شود، کانتینرهای آن به نود سالم منتقل میشوند.
- Service Discovery: کوبرنتیز به کانتینرها اجازه میدهد همدیگر را در شبکه پیدا کنند.
کاربردهای کوبرنتیس چیست؟
امروزه کوبرنتیز در صنایع حساس کاربرد حیاتی دارد:
- پلتفرمهای فینتک و صرافی: مدیریت حجم عظیم تراکنشها در لحظه.
- سرویسهای استریم ویدیو: مقیاسپذیری خودکار با افزایش کاربران.
- سیستمهای میکروسرویس: مدیریت صدها سرویس کوچک که با هم در ارتباط هستند.
چرا به کوبرنتیس نیاز داریم؟
بدون کوبرنتیز، مدیریت دستی هزاران کانتینر غیرممکن است. دلایل اصلی نیاز به آن عبارتند از:
- High Availability (پایداری بالا): جلوگیری از داون شدن سایت.
- Scalability: افزایش منابع در زمان پیک ترافیک و کاهش آن برای صرفهجویی در هزینه (FinOps).
- Rollback: اگر نسخه جدید برنامه باگ داشت، کوبرنتیز در چند ثانیه سیستم را به نسخه سالم قبلی برمیگرداند.
مقایسه کوبرنتیس و داکر (Docker vs Kubernetes)
یک اشتباه رایج این است که فکر کنیم باید بین داکر و کوبرنتیز یکی را انتخاب کنیم. یا گاها پرسیده میشود نقش داکر در کوبرنتیس چیست؟ در واقع این دو مکمل هم هستند:
- داکر: برای ساختن و بستهبندی کانتینرهاست.
- کوبرنتیز: برای مدیریت و سازماندهی آن کانتینرها در مقیاس بزرگ است. داکر یعنی ساختن کشتی، کوبرنتیز یعنی مدیریت کل ناوگان کشتیرانی.
مؤلفههای کوبرنتیس چیست (Components)
محیط مدیریتی یا Control Plane شامل اجزای زیر است:
- etcd: یک پایگاه داده کلید-مقدار که تمام دادههای کلاستر را ذخیره میکند.
- kube-apiserver: پل ارتباطی تمام اجزا با هم.
- kube-scheduler: مسئول انتخاب نود برای اجرای کانتینرها.
- Controller Manager: مسئول اجرای فرآیندهای پسزمینه برای حفظ وضعیت مطلوب.
مؤلفههای گره یا نود (Node Components)
هر نود برای اینکه بتواند با Control Plane صحبت کند، به این اجزا نیاز دارد:
- kubelet: ماموری که مطمئن میشود کانتینرها در پاد (Pod) در حال اجرا هستند.
- kube-proxy: مسئول مدیریت شبکه و دسترسی کاربران به کانتینرها.
- Container Runtime: نرمافزاری که کانتینر را اجرا میکند (مثل Docker یا containerd).
دیدگاههای نادرست درباره کوبرنتیس
بسیاری از مدیران به اشتباه فکر میکنند:
- «کوبرنتیز فقط برای شرکتهای بزرگ است»: خیر، حتی برای یک پروژه متوسط که قصد رشد دارد، استفاده از K8s از همان ابتدا باعث صرفهجویی در زمان توسعه میشود.
- «کوبرنتیز امنیت مطلق میآورد»: خیر، کوبرنتیز ابزارهای امنیتی دارد، اما تنظیمات DevSecOps (که تخصص تیم آترین است) برای امنسازی آن ضروری است.
جمعبندی
حال با مطالعه این مقاله میتوان درک کرد که کوبرنتیس چیست، کوبرنتیس یا کوبرنتیز (هر دو درست است) انقلابی در مدیریت زیرساخت ایجاد کرده است. استفاده از این تکنولوژی به معنای خداحافظی با اختلالات ناگهانی سرور و سلام به توسعه سریع و پایدار است. شرکت توسعه امن آترین با تجربه عملی در پیادهسازی کلاسترهای پیچیده برای صرافیهای بزرگ، همراه شماست تا بیزینس خود را روی ابری پایدار بنا کنید. فقط کافیست با ما تماس بگیرید و از مشاوره رایگان ما بهرهمند شوید.
سؤالات متداول
۱. آیا یادگیری کوبرنتیز سخت است؟
بله، منحنی یادگیری آن شیب تندی دارد؛ به همین دلیل اکثر شرکتها ترجیح میدهند از خدمات مشاوره دواپس آترین برای پیادهسازی و مدیریت آن استفاده کنند.
۲. هزینه نگهداری کلاستر کوبرنتیس چقدر است؟
هزینه بستگی به میزان مصرف منابع (CPU/RAM) دارد، اما با قابلیت خودکارسازی K8s، هزینههای نیروی انسانی و داونتایم به شدت کاهش مییابد.
۳. تفاوت پاد (Pod) و کانتینر چیست؟
پاد کوچکترین واحد در کوبرنتیز است که میتواند شامل یک یا چند کانتینر باشد که منابع مشترکی دارند.
۴. آیا برای سایتهای وردپرسی هم میتوان از کوبرنتیز استفاده کرد؟
بله، برای سایتهای وردپرسی با ترافیک میلیونی، کوبرنتیز بهترین راهکار برای تضمین سرعت و پایداری است.
تفاوت کوبرنتیز با داکر در چیست؟
داکر و کوبرنتیز در واقع مکمل هم هستند:
داکر: برای ساختن و بستهبندی کانتینرهاست.
کوبرنتیز: برای مدیریت و سازماندهی آن کانتینرها در مقیاس بزرگ است.
