Kubernetes - rozwiązania chmurowe w świecie DevOps. Tworzenie, wdrażanie i skalowanie nowoczesnych aplikacji chmurowych

Spis treści ebooka

Przedmowa 19

Wstęp 21

1. Rewolucja chmurowa 25

• Tworzenie chmury 25
• Czas kupowania 26
• Infrastruktura jako usługa 27
• Początki DevOps 27
• Nikt nie rozumie DevOps 28
• Przewaga biznesowa 29
• Infrastruktura w postaci kodu 30
• Wspólna nauka 30
• Nadejście kontenerów 31
• Stan aktualny 31
• Myślenie pudełkowe 31
• Umieszczanie oprogramowania w kontenerach 32
• Aplikacje Plug and Play 33
• Uruchomienie orkiestratora 33
• Kubernetes 34
• Od Borga do Kubernetes 34
• Co sprawia, że Kubernetes jest tak cenny? 35
• Czy Kubernetes zniknie? 36
• Kubernetes nie załatwia wszystkiego 37
• Model Cloud Native 38
• Przyszłość operacji 39
• Rozproszone DevOps 40
• Niektóre rzeczy pozostaną scentralizowane 40
• Produktywni programiści 40
• Jesteś przyszłością 41
• Podsumowanie 41

2. Pierwsze kroki z Kubernetes 43

• Uruchamianie pierwszego kontenera 43
• Instalowanie Docker Desktop 43
• Co to jest Docker? 44
• Uruchamianie obrazu kontenera 44
• Aplikacja demonstracyjna 45
• Oglądamy kod źródłowy 45
• Wprowadzenie do języka Go 46
• Jak działa aplikacja demonstracyjna? 46
• Budowanie kontenera 46
• Opis plików Dockerfile 47
• Minimalne obrazy kontenerów 47
• Uruchamianie skompilowanego obrazu Docker 48
• Nazywanie obrazów 48
• Przekierowanie portów (ang. port forwarding) 49
• Rejestry kontenerowe 49
• Uwierzytelnianie w rejestrze 49
• Przydzielanie nazwy i dodawanie obrazu 50
• Uruchamianie obrazu 50
• Cześć, Kubernetes 50
• Uruchamianie aplikacji demonstracyjnej 50
• Jeśli kontener się nie uruchamia 51
• Minikube 52
• Podsumowanie 52

3. Opis Kubernetes 53

• Architektura klastrowa 53
• Warstwa sterowania 54
• Elementy węzła 54
• System wysokiej niezawodności (ang. high availability) 55
• Koszty samodzielnego hostingu Kubernetes 56
• To więcej pracy niż myślisz 57
• Nie chodzi tylko o początkową konfigurację 58
• Narzędzia nie wykonają za Ciebie całej pracy 58
• Kubernetes jest trudny 58
• Koszty administracyjne 59
• Zacznij od usług zarządzanych 59
• Zarządzane usługi Kubernetes 60
• Google Kubernetes Engine (GKE) 60
• Automatyczne skalowanie klastra 61
• Usługa Amazon Elastic Container Service dla Kubernetes (EKS) 61
• Usługa Azure Kubernetes Service (AKS) 61
• OpenShift 62
• Usługa IBM Cloud Kubernetes Service 62
• Rozwiązania Kubernetes pod klucz 62
• Containership Kubernetes Engine (CKE) 62
• Instalatory Kubernetes 63
• kops 63
• Kubespray 63
• TK8 63
• Kubernetes The Hard Way 64
• kubeadm 64
• Tarmak 64
• Rancher Kubernetes Engine (RKE) 64
• Moduł Puppet dla Kubernetes 65
• Kubeformation 65
• Kup lub zbuduj: nasze rekomendacje 65
• Uruchom mniej oprogramowania 65
• Skorzystaj z zarządzanych usług Kubernetes, jeśli możesz 66
• A co z uzależnieniem od jednego dostawcy? 66
• Jeśli trzeba, użyj standardowych narzędzi do samodzielnego hostingu Kubernetes 67
• Gdy Twoje wybory są ograniczone 67
• Bare-metal i on-premise 67
• Bezklastrowe usługi kontenerowe 68
• Amazon Fargate 68
• Azure Container Instances (ACI) 69
• Podsumowanie 69

4. Praca z obiektami Kubernetes 71

• Zasoby Deployment 71
• Nadzór i planowanie 72
• Restart kontenerów 72
• Zapytania obiektów Deployment 72
• Pody 73
• ReplicaSet 74
• Utrzymanie pożądanego stanu 74
• Scheduler 75
• Manifesty zasobów w formacie YAML 76
• Zasoby są danymi 76
• Manifesty obiektu Deployment 76
• Polecenie kubectl apply 77
• Serwis 77
• Odpytywanie klastra za pomocą polecenia kubectl 80
• Przenoszenie zasobów na wyższy poziom 80
• Helm: menadżer pakietów Kubernetes 81
• Instalacja Helm 81
• Instalacja wykresu Helm 81
• Wykresy, repozytoria i wydania 82
• Wyświetlanie listy wydań Helm 82
• Podsumowanie 83

5. Zarządzanie zasobami 85

• Zrozumienie działania zasobów 85
• Jednostki zasobów 86
• Żądania zasobów 86
• Limity zasobów 86
• Utrzymuj małe kontenery 87
• Zarządzanie cyklem życia kontenera 88
• Sondy żywotności 88
• Opóźnienie i częstotliwość sondy 89
• Inne typy sond 89
• Sondy gRPC 89
• Sondy gotowości 90
• Sondy gotowości na podstawie pliku 90
• minReadySeconds 91
• Budżety zakłóceń Poda 91
• Korzystanie z przestrzeni nazw 92
• Praca z przestrzeniami nazw 93
• Jakich przestrzeni nazw powinieneś używać? 93
• Adresy serwisów 94
• Przydziały zasobów (ang. Resource Quotas) 94
• Domyślne żądania zasobów i limity 96
• Optymalizacja kosztów klastra 96
• Optymalizacja obiektów Deployment 97
• Optymalizacja Podów 97
• Vertical Pod Autoscaler 98
• Optymalizacja węzłów 98
• Optymalizacja przestrzeni dyskowej 99
• Czyszczenie nieużywanych zasobów 100
• Sprawdzanie wolnej pojemności 102
• Korzystanie z instancji zastrzeżonych 102
• Korzystanie z instancji w trybie wywłaszczeniowym 103
• Utrzymywanie równowagi obciążeń 105
• Podsumowanie 106

6. Operacje na klastrach 109

• Rozmiar i skalowanie klastra 109
• Planowanie pojemności 109
• Węzły i instancje 112
• Skalowanie klastra 114
• Sprawdzanie zgodności 116
• Certyfikat CNCF 116
• Testy zgodności z Sonobuoy 118
• Walidacja i audyt 118
• K8Guard 118
• Copper 119
• kube-bench 119
• Dziennik kontroli Kubernetes (ang. Kubernetes audit log) 119
• Testowanie chaosu 120
• Tylko produkcja jest produkcją 120
• chaoskube 121
• kube-monkey 121
• PowerfulSeal 122
• Podsumowanie 122

7. Narzędzia Kubernetes 125

• Znowu o kubectl 125
• Aliasy powłoki 125
• Używanie przełączników 126
• Skracanie typów zasobów 126
• Automatyczne uzupełnianie poleceń kubectl 126
• Uzyskiwanie pomocy 127
• Uzyskiwanie pomocy na temat zasobów Kubernetes 127
• Bardziej szczegółowe wyniki 127
• Praca z JSON Data i jq 128
• Oglądanie obiektów 129
• Opisywanie obiektów 129
• Praca z zasobami 129
• Imperatywne polecenia kubectl 130
• Kiedy nie należy używać poleceń imperatywnych? 130
• Generowanie manifestów zasobów 131
• Eksportowanie zasobów 131
• Śledzenie różnic w zasobach 132
• Praca z kontenerami 132
• Przeglądanie dzienników kontenera 132
• Przyłączanie do kontenera 134
• Oglądanie zasobów Kubernetes za pomocą kubespy 134
• Przekierowanie portu kontenera 134
• Wykonywanie poleceń w kontenerach 135
• Rozwiązywanie problemów w kontenerach 135
• Korzystanie z poleceń BusyBox 136
• Dodawanie BusyBox do kontenerów 137
• Instalowanie programów w kontenerze 138
• Debugowanie w czasie rzeczywistym za pomocą kubesquash 138
• Konteksty i przestrzenie nazw 139
• kubectx i kubens 140
• kube-ps1 140
• Powłoki i narzędzia Kubernetes 141
• kube-shell 141
• Click 141
• kubed-sh 141
• Stern 142
• Budowanie własnych narzędzi Kubernetes 142
• Podsumowanie 143

8. Uruchamianie kontenerów 145

• Kontenery i Pody 145
• Co to jest kontener? 146
• Co należy do kontenera? 147
• Co należy do Poda? 147
• Manifesty kontenera 148
• Identyfikatory obrazu 149
• Tag latest 149
• Skróty kontenerów 150
• Podstawowe tagi obrazu 150
• Porty 151
• Żądania i limity dotyczące zasobów 151
• Polityka pobierania obrazu 151
• Zmienne środowiskowe 152
• Bezpieczeństwo kontenerów 152
• Uruchamianie kontenerów jako użytkownik inny niż root 153
• Blokowanie kontenerów z uprawnieniami root 153
• Ustawianie systemu plików tylko do odczytu 154
• Wyłączanie eskalacji uprawnień 154
• Mechanizm właściwości 155
• Konteksty bezpieczeństwa Poda 156
• Polityka bezpieczeństwa Poda 156
• Konta usług Poda 157
• Woluminy 157
• Woluminy emptyDir 158
• Woluminy trwałe 159
• Restart polityk 160
• Uwierzytelnianie przy pobieraniu obrazu 160
• Podsumowanie 160

9. Zarządzanie Podami 163

• Etykiety 163
• Co to są etykiety? 163
• Selektory 164
• Bardziej zaawansowane selektory 164
• Inne zastosowania etykiet 165
• Etykiety i adnotacje 166
• Koligacje węzłów 167
• Koligacje twarde 167
• Koligacje miękkie 168
• Koligacje Podów i antykoligacje 168
• Trzymanie Podów razem 169
• Trzymanie Podów oddzielnie 169
• Antykoligacje miękkie 170
• Kiedy korzystać z koligacji Podów? 170
• Skazy i tolerancje 171
• Kontrolery Podów 172
• DaemonSet 172
• StatefulSet 173
• Kontroler Job 174
• CronJob 175
• Horizontal Pod Autoscaler 176
• PodPreset 177
• Operatory i niestandardowe definicje zasobów (CRD) 178
• Zasoby Ingress 179
• Reguły Ingress 180
• Zarządzanie połączeniami TLS za pomocą Ingress 180
• Kontroler Ingress 181
• Istio 182
• Envoy 182
• Podsumowanie 183

10. Konfiguracja i obiekty Secret 185

• ConfigMap 185
• Tworzenie ConfigMap 186
• Ustawianie zmiennych środowiskowych z obiektu ConfigMap 186
• Ustawianie środowiska za pomocą ConfigMap 188
• Używanie zmiennych środowiskowych w argumentach poleceń 189
• Tworzenie plików konfiguracji z ConfigMaps 190
• Aktualizacja Podów po zmianie konfiguracji 191
• Obiekty Secret aplikacji Kubernetes 192
• Używanie obiektów Secret jako zmiennych środowiskowych 192
• Zapisywanie obiektów Secret do plików 193
• Odczyt obiektów Secret 194
• Dostęp do obiektów Secret 195
• Szyfrowanie w stanie spoczynku 195
• Przechowywanie obiektów Secret 195
• Strategie zarządzania obiektami Secret 195
• Szyfrowanie Secret w systemach kontroli wersji 196
• Zdalne przechowywanie Secret 197
• Dedykowane narzędzie do zarządzania obiektami Secret 197
• Rekomendacje 198
• Szyfrowanie obiektów Secret za pomocą Sops 198
• Przedstawiamy Sops 199
• Szyfrowanie pliku za pomocą Sops 199
• Korzystanie z zaplecza KMS 201
• Podsumowanie 201

11. Bezpieczeństwo i kopia zapasowa 203

• Kontrola dostępu i uprawnienia 203
• Zarządzanie dostępem przez klaster 203
• Kontrola dostępu oparta na rolach (RBAC) 204
• Role 204
• Wiązanie ról z użytkownikami 205
• Jakich ról potrzebuję? 206
• Ochrona dostępu do Cluster-Admin 206
• Aplikacje i wdrażanie 206
• Rozwiązywanie problemów z RBAC 207
• Skanowanie bezpieczeństwa 208
• Clair 208
• Aqua 208
• Anchore Engine 209
• Kopie zapasowe 209
• Czy muszę wykonać kopię zapasową? 209
• Tworzenie kopii zapasowej etcd 210
• Kopia zapasowa stanu zasobów 210
• Tworzenie kopii zapasowej stanu klastra 210
• Duże i małe katastrofy 211
• Velero 211
• Monitorowanie statusu klastra 214
• kubectl 214
• Wykorzystanie procesora i pamięci 216
• Konsola dostawcy chmury 216
• Pulpit Kubernetes (ang. Kubernetes Dashboard) 216
• Weave Scope 218
• kube-ops-view 218
• node-problem-detector 218
• Dalsza lektura 219
• Podsumowanie 220

12. Wdrażanie aplikacji Kubernetes 221

• Budowanie manifestów za pomocą wykresu Helm 221
• Co znajduje się w wykresie narzędzia Helm? 222
• Szablony Helm 223
• Zmienne interpolacyjne 223
• Wartości tekstowe w szablonach 224
• Określanie zależności 225
• Wdrażanie wykresów Helm 225
• Ustawianie zmiennych 225
• Określanie opcji podczas instalacji Helm 226
• Aktualizowanie aplikacji za pomocą Helm 226
• Powrót do poprzednich wersji 227
• Tworzenie repozytorium wykresów Helm 227
• Zarządzanie obiektami Secret wykresów Helm za pomocą Sops 228
• Zarządzanie wieloma wykresami za pomocą Helmfile 229
• Co znajduje się w pliku Helmfile? 230
• Metadane wykresu 231
• Stosowanie pliku Helmfile 231
• Zaawansowane narzędzia do zarządzania manifestami 232
• Tanka 232
• kapitan 233
• kustomize 233
• kompose 233
• Ansible 234
• kubeval 234
• Podsumowanie 235

13. Proces tworzenia oprogramowania 237

• Narzędzia programistyczne 237
• Skaffold 237
• Draft 238
• Telepresence 238
• Knative 238
• Strategie wdrażania 239
• Rolling Updates 239
• Recreate 240
• maxSurge i maxUnavailable 240
• Wdrożenia niebiesko-zielone 241
• Wdrożenia rainbow 242
• Wdrożenia kanarkowe 242
• Obsługa migracji za pomocą Helm 242
• Funkcja hook wykresu Helm 243
• Obsługa nieudanych funkcji hook 243
• Inne funkcje hook 244
• Kolejność wykonywania funkcji hook 244
• Podsumowanie 244

14. Ciągłe wdrażanie w Kubernetes 247

• Co to jest ciągłe wdrażanie? 247
• Z którego narzędzia CD powinienem skorzystać? 248
• Jenkins 248
• Drone 248
• Google Cloud Build 248
• Concourse 249
• Spinaker 249
• GitLab CI 249
• Codefresh 249
• Azure Pipelines 249
• Komponenty CD 250
• Docker Hub 250
• Gitkube 250
• Flux 250
• Keel 250
• Potok CD z wykorzystaniem Google Cloud Build 250
• Konfigurowanie Google Cloud i GKE 251
• Kopiowanie repozytorium demo 251
• Wprowadzenie do Cloud Build 251
• Budowanie kontenera testowego 252
• Uruchamianie testów 252
• Budowanie kontenera aplikacji 253
• Walidacja manifestów Kubernetes 253
• Publikowanie obrazu 253
• Tagi Git SHA 254
• Tworzenie pierwszego triggera kompilacji 254
• Testowanie triggera 254
• Wdrożenie z potoku CD 256
• Tworzenie triggera wdrażania 258
• Optymalizacja potoku kompilacji 258
• Dostosowanie przykładowego potoku 259
• Podsumowanie 259

15. Obserwowalność i monitorowanie 261

• Co to jest obserwowalność? 261
• Co to jest monitorowanie? 261
• Monitorowanie typu czarna skrzynka 261
• Co oznacza określenie "działa"? 263
• Zapisywanie logów 264
• Przedstawiamy metryki 265
• Śledzenie 267
• Obserwowalność 267
• Potok obserwowalności 268
• Monitorowanie w Kubernetes 269
• Zewnętrzny monitoring typu czarna skrzynka 269
• Wewnętrzna kontrola aplikacji 271
• Podsumowanie 272

16. Metryki w Kubernetes 275

• Czym są metryki? 275
• Seria danych w czasie 275
• Liczniki i mierniki 276
• Co mogą powiedzieć metryki? 277
• Wybór dobrych metryk 277
• Usługi: wzorzec RED 278
• Zasoby: wzorzec USE 279
• Metryki biznesowe 279
• Metryki Kubernetes 280
• Analizowanie metryk 283
• Dlaczego nie korzystać z wartości średniej? 284
• Średnie arytmetyczne, mediany i wartości odstające 284
• Odkrywanie percentyli 284
• Stosowanie percentyli do danych metryk 285
• Zwykle chcemy zobaczyć to, co najgorsze 287
• Co zamiast percentylów? 287
• Tworzenie wykresów metryk w pulpicie 288
• Użyj standardowego układu graficznego dla wszystkich serwisów 288
• Zbuduj radiator informacji za pomocą pulpitu 289
• Umieszczanie na pulpicie rzeczy, które ulegają awarii 291
• Alarmy na podstawie metryk 291
• Jakie są problemy związane z alarmami? 291
• Bezbolesna reakcja na żądanie 292
• Pilne, ważne i przydatne alarmy 293
• Śledź swoje alarmy, powiadomienia poza godzinami pracy i pobudki 294
• Narzędzia i usługi metryczne 294
• Prometheus 294
• Google Stackdriver 296
• AWS Cloudwatch 297
• Azure Monitor 297
• Datadog 297
• New Relic 298
• Podsumowanie 299

Posłowie 301

pokaż cały spis treści

ukryj recenzje