Kubernetes: la piattaforma ideale per gestire i container

Kubernetes deve il suo nome al termine gubernator, che in latino significa pilota. Proprio come un pilota, infatti, questo strumento gestisce e controlla tutti i container che eseguono le applicazioni.

Come funziona? Quali vantaggi comporta?

Analizziamo ogni dettaglio in questo articolo!

Cos’è Kubernetes?

Kubernetes è una piattaforma open source che coordina e automatizza le operazioni dei container.

Si occupa dell’orchestrazione dell’infrastruttura, riducendo i processi manuali e rendendo il sistema più efficiente e facile da gestire.
Con questa tecnologia il deployment, i cluster di host e le operazioni per la scalabilità delle applicazioni containerizzate possono quindi essere eseguiti grazie a processi semplificati.

Kubernetes, infatti, è un’ottima soluzione per gestire host su cloud pubblici, privati e ibridi, rivelandosi la piattaforma ideale per l’hosting di applicazioni cloud-native con scalabilità elevata.
Una valida caratteristica che, insieme all’alta affidabilità e la portabilità tra i Cloud provider, ha reso la piattaforma uno strumento scelto con successo da ormai moltissimi sviluppatori, che possono così ottimizzare le risorse contando su un’infrastruttura performante.

Kubernetes: un po’ di storia

Kubernetes nasce ufficialmente nel 2014, come risultato di un progetto avviato da Google Compute Engine.

Fondato da Craig McLuckie e Joe Beda, è rappresentato da un logo che simboleggia un timone: i sette raggi richiamano infatti Seven of Nine, il progetto che stava alla base di Kubernetes e che a sua volta aveva origine da Borg.
Nel 2015 Google firma un accordo con Linux Fondation e Kubernetes viene ceduto a Cloud Native Computing Foundation, o CNCF.

Qual è stata l’idea di fondo che ha reso possibile questa tecnologia?

Gli sviluppatori avevano notato lo scarso utilizzo delle CPU rispetto alle macchine virtuali e avevano intuito che i container avrebbero rappresentato il futuro del settore.
Per questo fu chiaro che ciò che realmente serviva era un’infrastruttura che sapesse gestire il sistema con efficienza e scalabilità.

Inizialmente si è quindi passati da un deployment tradizionale, in cui le applicazioni vengono eseguite su server fisici sostenendo alti costi, a un deployment virtualizzato, che consente di eseguire diverse macchine virtuali su una singola CPU fisica.
In questo modo si è potuto aumentare il livello di sicurezza e migliorare la scalabilità e la gestione delle risorse.

Successivamente si è fatto un ulteriore passo avanti, arrivando all’era dei container, e Kubernetes si è dimostrata la piattaforma ideale per orchestrare con facilità questa nuova era del deployment.

Tutti i vantaggi di questa tecnologia

I container sono ormai numerosissimi e la necessità di disporre di una piattaforma capace di orchestrarli in sicurezza, ha fatto sì che Kubernetes si confermasse una scelta assolutamente fondamentale.

Kubernetes può infatti integrare diversi livelli di security, oltre a offrire numerosi altri vantaggi:

• ampio ecosistema di strumenti di supporto open source
• portabilità
• abbattimento del rischio di downtime
• alta affidabilità
• sfruttamento dell’hardware per massimizzare le risorse necessarie a gestire le app aziendali
• orchestrazione dei container su host multipli.
• automatizzazione dei deployment e aggiornamento delle applicazioni
• gestione dei servizi in maniera aperta garantendo il deployment delle applicazioni

Tutte qualità che hanno reso Kubernetes un prodotto di prima scelta tra gli sviluppatori.

A cosa serve Kubernetes?

Grazie a Kubernetes è possibile sfruttare una piattaforma per sviluppare ed eseguire container sui cluster di macchine virtuali o fisiche.

Le attività operative sono automatizzate e nei container è possibile svolgere numerose attività eseguibili in altri sistemi di gestione o su altre piattaforme.
Si possono gestire i carichi di lavoro con scalabilità e monitorare con facilità tutti i diversi livelli di sicurezza.
Inoltre è possibile creare dei servizi applicativi capaci di estendersi su più container, programmarli in un cluster e gestirne la scalabilità e l’integrità.

Kubernetes è anche la soluzione ideale per amministrare i numerosi container che si sono formati, poiché permette di raggrupparli nei pod, aggiungendo un livello di astrazione ai cluster dei container.
In questo modo è più facile pianificare i carichi di lavoro e fornire ai container tutti i servizi necessari, come rete e storage.

Il bilanciamento del carico all’interno dei pod è agevolato e si ha la certezza di disporre del giusto numero di container per supportare i carichi di lavoro.

Come funziona e quali sono gli elementi chiave

Per capire come funziona Kubernetes, bisogna capire cosa ne compone l’architettura.

Ecco gli elementi principali:

• Master: è la macchina che controlla i nodi Kubernetes ed è il punto di origine di tutte le attività assegnate. Grazie a un servizio di schedulazione permette di automatizzare la distribuzione dei container basandosi sui requisiti impostati dal programmatore e sulla capacità di calcolo disponibile.
  
• Nodi: costituiscono i cluster ed eseguono le attività assegnate dal nodo master che li controlla. Ogni nodo rappresenta un singolo host di calcolo.
  
• Pod: sono un gruppo di uno o più container che condividono le stesse risorse di calcolo e la stessa rete. Hanno infatti lo stesso indirizzo IP, lo stesso IPC, lo stesso nome host e le altre risorse. Costituiscono l’unità di scalabilità di Kubernetes e astraggono lo storage e la rete dal container sottostante, permettendo un più facile trasferimento dei container nei cluster.
  
• Kubelet: controlla che i container siano avviati ed eseguiti, ricevendo gli ordini dal nodo master.
  
• Controller di replica: verifica che le varie copie di un pod vengano eseguite in punti precisi del cluster.
  
• Kubectl: è lo strumento con cui configurare i comandi di Kubernetes.
  
• Servizio: separa dai pod le definizioni del lavoro. I proxy di servizio, infatti, ricevono sempre in automatico le richieste di servizio dal pod corretto, nonostante questo si sia spostato nel cluster o sia stato riposizionato.

Kubernetes vs. Docker

Spesso, parlando di Kubernetes, si menziona anche Docker, una tecnologia per certi versi molto affine ma che presenta anche nette differenze.

Kubernetes è infatti un’applicazione per orchestrare i container e, per farlo, necessita di una piattaforma di container. Ed è qui che entra in gioco Docker, con cui Kubernetes può accedere agli strumenti container esistenti e integrarli nel proprio flusso di lavoro.
Kubernetes assicura che tutto funzioni nel modo giusto e si occupa di gestire, scalare e spostare i container.

Le due tecnologie hanno quindi compiti diversi e cooperano insieme per creare un solido ambiente container.
Docker non è l’unica soluzione che offre quel tipo di funzionalità, ma si presta particolarmente bene perché, oltre a essere molto valida, può anche contare su una comunità open source compatta. Esattamente come Kubernetes.