⚖️ 👼🏽 📜 Seberapa tinggi ketersediaan di Kubernetes dipastikan 🚬 🛋️ 🌶️

Catatan perev. : Artikel asli ditulis oleh seorang penulis teknis dari Google, mengerjakan dokumentasi untuk Kubernetes (Andrew Chen), dan direktur rekayasa perangkat lunak dari SAP (Dominik Tornow). Tujuannya adalah untuk menjelaskan dengan jelas dan jelas dasar-dasar pengorganisasian dan penerapan ketersediaan tinggi di Kubernetes. Tampaknya bagi kami bahwa penulis berhasil, jadi kami senang berbagi terjemahan.

Kubernetes adalah mesin orkestrasi wadah yang dirancang untuk menjalankan aplikasi kemas pada banyak node, biasanya disebut sebagai cluster. Dalam publikasi ini, kami menggunakan pendekatan pemodelan sistem untuk meningkatkan pemahaman tentang Kubernet dan konsep dasarnya. Pembaca didorong untuk sudah memiliki pemahaman dasar tentang Kubernet.

Kubernetes adalah mesin orkestrasi kontainer yang dapat diskalakan dan andal. Skalabilitas di sini ditentukan oleh responsif di hadapan beban, dan keandalan ditentukan oleh responsif di hadapan kegagalan.

Perhatikan bahwa skalabilitas dan keandalan Kubernetes tidak berarti skalabilitas dan keandalan aplikasi yang berjalan di dalamnya. Kubernetes adalah platform yang dapat diskalakan dan andal, tetapi setiap aplikasi K8 belum melalui langkah-langkah tertentu untuk menjadi satu dan menghindari kemacetan dan titik kegagalan tunggal.

Misalnya, jika aplikasi dikerahkan sebagai ReplicaSet atau Deployment, Kubernetes (kembali) merencanakan dan (kembali) meluncurkan pod yang dipengaruhi oleh crash node. Namun, jika aplikasi ini digunakan sebagai pod, Kubernetes tidak akan mengambil tindakan apa pun jika terjadi kegagalan simpul. Oleh karena itu, meskipun Kubernetes sendiri tetap beroperasi, daya tanggap aplikasi Anda bergantung pada arsitektur dan keputusan penempatan yang dipilih.

Publikasi ini berfokus pada keandalan Kubernetes. Dia berbicara tentang bagaimana Kubernetes mempertahankan daya tanggap di hadapan kegagalan.

Arsitektur Kubernetes

Skema 1. Tuan dan pekerja

Pada tingkat konseptual, komponen Kubernetes dikelompokkan ke dalam dua kelas yang berbeda: Komponen master dan Komponen pekerja .

Master bertanggung jawab untuk mengelola segalanya kecuali eksekusi perapian. Komponen wizard meliputi:

Pekerja bertanggung jawab untuk mengelola pelaksanaan perapian. Mereka memiliki satu komponen:

kubelet

Pekerja sepele dapat diandalkan: kegagalan sementara atau permanen dari setiap pekerja dalam sebuah cluster tidak mempengaruhi master atau pekerja cluster lainnya. Jika aplikasi dikerahkan dengan tepat, Kubernetes (kembali) merencanakan dan (kembali) meluncurkan salah satu yang terkena dampak kegagalan pekerja.

Konfigurasi wizard tunggal

Skema 2. Konfigurasi dengan master tunggal

Dalam konfigurasi master tunggal, kluster Kubernetes terdiri dari satu master dan banyak pekerja. Yang terakhir terhubung langsung ke wizard kube-apiserver dan berinteraksi dengannya.

Dalam konfigurasi ini, daya tanggap Kubernetes tergantung pada:

satu-satunya tuan
menghubungkan pekerja ke master tunggal.

Karena satu-satunya master adalah satu titik kegagalan, konfigurasi ini tidak termasuk dalam kategori ketersediaan tinggi.

Konfigurasi multi-penyihir

Skema 3. Konfigurasi dengan banyak master

Dalam konfigurasi multi-master, kluster Kubernetes terdiri dari banyak master dan banyak pekerja. Pekerja terhubung ke apiserver kubus master apa pun dan berinteraksi dengannya melalui penyeimbang beban yang sangat mudah diakses.

Dalam konfigurasi ini, Kubernet tidak tergantung pada:

satu-satunya tuan
menghubungkan pekerja ke master tunggal .

Karena tidak ada titik kegagalan tunggal dalam konfigurasi ini, itu dianggap sangat mudah diakses.

Pemimpin dan pengikut di Kubernetes

Dalam konfigurasi multi-wizard, banyak manajer-kubus-pengendali dan penjadwal-kubus terlibat. Jika dua komponen memodifikasi objek yang sama, konflik dapat muncul.

Untuk menghindari kemungkinan konflik, untuk Kubernetes kube-controller-manager dan kube-scheduler mengimplementasikan pola " master-slave " (leader / follower) . Setiap kelompok memilih satu pemimpin (atau pemimpin) , dan anggota kelompok yang tersisa mengambil peran sebagai pengikut. Pada saat tertentu, hanya satu pemimpin yang aktif, dan para pengikut pasif.

Gambar 4. Wisaya Komponen Penempatan Redundan secara Detail

Ilustrasi ini menunjukkan contoh terperinci di mana kube-controller-1 dan kube-scheduler-2 memimpin di antara kube-controller-manager dan kube-schedulers. Karena masing-masing kelompok memilih pemimpinnya sendiri, mereka tidak harus memiliki pemimpin yang sama sekali.

Pemilihan pemimpin

Seorang pemimpin baru dipilih oleh anggota grup pada saat peluncuran atau dalam hal pemimpin jatuh. Pimpinan - seorang anggota dengan apa yang disebut pemimpin sewa (saat ini "disewakan" status pemimpin).

Diagram 5. Proses memilih komponen master wizard

Ilustrasi ini menunjukkan proses pemilihan master untuk kube-controller-manager dan kube-scheduler. Logika dari proses ini adalah sebagai berikut:

' ' , :
-
-

' ' , :
- leader lease
-
- holderIdentity 'self'

Pelacakan Terkemuka

Status pemimpin saat ini untuk kube-controller-manager dan kube-scheduler disimpan secara permanen di penyimpanan objek Kubernetes sebagai objek endpoint di namespace kube-system . Karena dua objek Kubernetes tidak dapat memiliki nama, tipe (jenis) dan namespace yang sama pada saat yang sama, hanya ada satu titik akhir untuk penjadwal kube dan untuk kube-controller-manager.

Demo menggunakan utilitas konsol kubectl :

 $ kubectl get endpoints -n kube-system NAME ENDPOINTS AGE kube-scheduler <none> 30m kube-controller-manager <none> 30m

Penjadwal kube-scheduler dan informasi pemimpin toko kube-controller-manager di anotasi control-plane.alpha.kubernetes.io/leader :

 $ kubectl describe endpoints kube-scheduler -n kube-system Name: kube-scheduler Annotations: control-plane.alpha.kubernetes.io/leader= { "holderIdentity": "scheduler-2", "leaseDurationSeconds": 15, "acquireTime": "2018-01-01T08:00:00Z" "renewTime": "2018-01-01T08:00:30Z" }

Meskipun Kubernetes menjamin bahwa akan ada satu master pada satu waktu, Kubernetes tidak menjamin bahwa dua atau lebih komponen wizard tidak akan secara keliru percaya bahwa mereka saat ini memimpin - keadaan ini dikenal sebagai otak terbelah .

Sebuah diskusi instruktif tentang topik otak terbelah dan solusi yang mungkin dapat ditemukan dalam artikel Bagaimana cara melakukan penguncian didistribusikan Martin Kleppmann

Kubernetes tidak menggunakan tindakan penanggulangan otak terpisah. Sebaliknya, ia bergantung pada kemampuannya untuk berjuang untuk negara yang diinginkan dari waktu ke waktu, yang mengurangi konsekuensi dari keputusan konflik.

Kesimpulan

Dalam konfigurasi multi-master, Kubernetes adalah mesin orkestrasi kontainer yang dapat diskalakan dan andal. Dalam konfigurasi ini, Kubernetes menyediakan keandalan menggunakan berbagai penyihir dan banyak pekerja. Banyak master bekerja pada pola master / slave, dan para pekerja bekerja secara paralel. Kubernetes memiliki proses pemilihan host sendiri, di mana informasi host disimpan sebagai objek endpoint .

Untuk informasi tentang cara menyiapkan kluster ketersediaan tinggi Kubernet untuk operasi, lihat dokumentasi resmi .

Tentang publikasi

Posting ini adalah bagian dari inisiatif bersama oleh CNCF, Google, dan SAP untuk meningkatkan pemahaman tentang Kubernet dan konsep-konsep yang mendasarinya.

Seberapa tinggi ketersediaan di Kubernetes dipastikan