Azure Kubernetes hizmeti (AKS) için Kubernetes temel kavramları

Uygulama geliştirme, kapsayıcı tabanlı bir yaklaşıma geçmeye devam eder ve kaynakları düzenleme ve yönetme gereksinimimizi artırır. Önde gelen platform olarak Kubernetes, hataya dayanıklı uygulama iş yüklerinin güvenilir bir şekilde planlanmasını sağlar. Yönetilen bir Kubernetes teklifi olan Azure Kubernetes hizmeti (AKS), kapsayıcı tabanlı uygulama dağıtımını ve yönetimini de basitleştirir.

Bu makale şunları tanıtır:

• Temel Kubernetes altyapısı bileşenleri:
  • Denetim düzlemi
  • düğümlerini
  • düğüm havuzları
• İş yükü kaynakları:
  • Pod
  • dağıtımlar
  • yapar
• Kaynakları ad alanlarına gruplama.

Kubernetes nedir?

Kubernetes kapsayıcı tabanlı uygulamaları ve bunların ilişkili ağ ve depolama bileşenlerini yöneten hızlı bir şekilde gelişen platformudur. Kubernetes, temel altyapı bileşenlerine değil uygulama iş yüklerine odaklanır. Kubernetes, yönetim işlemlerine yönelik güçlü bir API kümesiyle desteklenen dağıtımlar için bildirime dayalı bir yaklaşım sağlar.

Uygulama bileşenlerinin kullanılabilirliğini düzenlemek ve yönetmek için Kubernetes kullanarak modern, taşınabilir ve mikro hizmet tabanlı uygulamalar oluşturabilir ve çalıştırabilirsiniz. Kubernetes hem durum bilgisi olmayan hem de durum bilgisi olan uygulamaları destekleyerek, bu, mikro hizmet tabanlı uygulamaların benimsenmesiyle devam etmektedir.

Açık bir platform olarak Kubernetes, uygulamalarınızı tercih ettiğiniz programlama dili, işletim sistemi, kitaplıklar veya mesajlaşma veri yolu ile oluşturmanıza olanak sağlar. Mevcut sürekli tümleştirme ve sürekli teslim (CI/CD) araçları, sürümleri planlamak ve dağıtmak için Kubernetes ile tümleştirilebilir.

AKS, yükseltme koordinasyonu gibi dağıtım ve temel yönetim görevlerinin karmaşıklığını azaltan yönetilen bir Kubernetes hizmeti sağlar. Azure platformu AKS denetim düzlemi 'ni yönetir ve yalnızca uygulamalarınızı çalıştıran AKS düğümleri için ödeme yaparsınız. AKS, açık kaynaklı Azure Kubernetes hizmet altyapısının üzerine kurulmuştur: aks-Engine.

Kubernetes kümesi mimarisi

Bir Kubernetes kümesi iki bileşene ayrılmıştır:

• Denetim düzlemi: uygulama iş yüklerinin temel Kubernetes hizmetlerini ve düzenlemesini sağlar.
• Düğümler: uygulama iş yüklerinizi çalıştırın.

Kontrol düzlemi

Bir AKS kümesi oluşturduğunuzda, otomatik olarak bir denetim düzlemi oluşturulup yapılandırılır. Bu denetim düzlemi, Kullanıcı tarafından soyutlandığından yönetilen bir Azure kaynağı olarak ücretsiz olarak sunulmaktadır. Yalnızca AKS kümesine eklenen düğümler için ödeme yaparsınız. Denetim düzlemi ve kaynakları yalnızca kümeyi oluşturduğunuz bölgede bulunur.

Denetim düzlemi aşağıdaki temel Kubernetes bileşenlerini içerir:

AKS, adanmış bir API sunucusu, Zamanlayıcı vb. ile tek kiracılı bir denetim düzlemi sağlar. Düğümlerin sayısını ve boyutunu tanımlarsınız ve Azure platformu denetim düzlemi ve düğümleri arasındaki güvenli iletişimi yapılandırır. Denetim düzlemi ile etkileşim, ya da Kubernetes panosu gibi Kubernetes API 'Leri aracılığıyla oluşur kubectl .

Bu yönetilen denetim düzlemi ile bileşenleri (yüksek oranda kullanılabilir bir etcd deposu gibi) yapılandırmanız gerekmiyorsa, denetim düzlemini doğrudan erişemezsiniz. Kubernetes denetim düzlemi ve düğüm yükseltmeleri, Azure CLı veya Azure portal aracılığıyla düzenlenir. Olası sorunları gidermek için, Azure Izleyici günlükleri aracılığıyla denetim düzlemi günlüklerini gözden geçirebilirsiniz.

Bir denetim düzlemini yapılandırmak veya doğrudan erişmek için aks-Enginekullanarak kendi Kubernetes kümenizi dağıtın.

İlişkili en iyi uygulamalar için bkz. AKS 'de küme güvenliği ve yükseltmeleri Için en iyi uygulamalar.

Düğümler ve düğüm havuzları

Uygulamalarınızı ve destekleyici hizmetleri çalıştırmak için bir Kubernetes düğümüne ihtiyacınız vardır. AKS kümesinde, Kubernetes düğüm bileşenlerini ve kapsayıcı çalışma zamanını çalıştıran bir Azure sanal makinesi (VM) en az bir düğüm bulunur.

Düğümleriniz için Azure VM boyutu depolama CPU 'Ları, bellek, boyut ve kullanılabilir (yüksek performanslı SSD veya normal HDD gibi) türünü tanımlar. Uygulamalarınızın büyük miktarda CPU ve bellek ya da yüksek performanslı depolama ihtiyacı olup olmayacağını çevreleyen düğüm boyutunu planlayın. Talepleri karşılamak için AKS kümenizdeki düğüm sayısını ölçeklendirin.

aks 'de, kümenizin düğümlerine yönelik VM görüntüsü Ubuntu Linux veya Windows Server 2019 ' i temel alır. Bir AKS kümesi oluşturduğunuzda veya düğüm sayısını ölçeklendirirseniz, Azure platformu istenen sayıda VM 'yi otomatik olarak oluşturur ve yapılandırır. Aracı düğümleri standart VM 'Ler olarak faturalandırılır, bu nedenle tüm VM boyut iskontoları ( Azure ayırmalarıdahil) otomatik olarak uygulanır.

Farklı bir konak işletim sistemi, kapsayıcı çalışma zamanı veya farklı özel paketler dahil olmak üzere aks-Engine Ile kendi Kubernetes kümenizi dağıtın. Yukarı akış aks-engine sürümleri, ve AKS kümelerinde desteğin önünde yapılandırma seçenekleri sunar. Bu nedenle, veya Docker dışında bir kapsayıcı çalışma zamanı kullanmak isterseniz containerd , aks-engine geçerli ihtiyaçlarınızı karşılayan bir Kubernetes kümesini yapılandırmak ve dağıtmak için komutunu çalıştırabilirsiniz.

Kaynak ayırmaları

AKS, düğümün kümenizin bir parçası olarak çalışmasını sağlamak için düğüm kaynakları kullanır. Bu kullanım, düğümünüz içindeki toplam kaynaklar ile AKS 'deki allocatable kaynakları arasında bir tutarsızlık oluşturabilir. Kullanıcı tarafından dağıtılan pods 'lerin isteklerini ve sınırlarını ayarlarken bu bilgileri unutmayın.

Bir düğümün allocatable kaynaklarını bulmak için şunu çalıştırın:

kubectl describe node [NODE_NAME]

Düğüm performansını ve işlevselliğini sürdürmek için, AKS her bir düğümdeki kaynakları ayırır. Düğüm, kaynaklarda daha büyük bir süre büyüdükçe, Kullanıcı tarafından dağıtılan yığınların yönetimine yönelik daha yüksek olması nedeniyle kaynak ayırma artar.

İki tür kaynak ayrılır:

• CPU
  Ayrılmış CPU düğüm türüne ve küme yapılandırmasına bağımlıdır, bu da ek özellikleri çalıştırmak nedeniyle daha az ayrılamayabilir.

  Konaktaki CPU çekirdekleri	1	2	4	8	16	32	64
  Kule ayrılmış (miliçekirdekler)	60	100	140	180	260	420	740

• Bellek
  AKS tarafından kullanılan bellek, iki değerin toplamını içerir.

  1. kubelet Daemon
     Daemon, kapsayıcı oluşturma ve sonlandırmayı yönetmek için kubelet tüm Kubernetes aracı düğümlerine yüklenir.

     AKS'de daemon varsayılan olarak kubelet memory.available<750Mi çıkarma kuralına sahip olur ve bir düğümün her zaman en az 750 Mi allocatable değerine sahip olması gerekir. Bir konak kullanılabilir bellek eşiğinin altında olduğunda, çalışan podlardan birini sonlandırmak ve konak makinede bellek serbest kubelet bırakılacak şekilde tetiklenir.

  2. Kubelet daemon'larının düzgün çalışması için bellek ayırmalarının regrestif oranı (kube-reserved).

     • İlk 4 GB belleğin %25'i
     • Sonraki 4 GB belleğin %20'si (8 GB'a kadar)
     • Sonraki 8 GB belleğin %10'u (16 GB'a kadar)
     • Sonraki 112 GB belleğin %6'sı (en fazla 128 GB)
     • 128 GB üzerindeki belleğin %2'si

Bellek ve CPU ayırma kuralları:

• Kümenin durumu için kritik olan bazı barındırma sistemi podları da dahil olmak üzere aracı düğümlerini iyi durumda tutma.
• Düğümün Kubernetes kümesinde yer almadan daha az allocatable bellek ve CPU bildirmesini sağlar.

Yukarıdaki kaynak rezervasyonları değiştirilemez.

Örneğin, bir düğüm 7 GB sunuyorsa, 750Mi sabit çıkarma eşiği dahil olmak üzere belleğin %34'ünü allocatable olarak bildirecek.

0.75 + (0.25*4) + (0.20*3) = 0.75GB + 1GB + 0.6GB = 2.35GB / 7GB = 33.57% reserved

Kubernetes'in kendisi için rezervasyonlara ek olarak, temel düğüm işletim sistemi işletim sistemi işlevlerini korumak için bir miktar CPU ve bellek kaynağı da tutar.

İlişkili en iyi yöntemler için bkz. AKS'de temel zamanlayıcı özellikleri için en iyi yöntemler.

Düğüm havuzları

Aynı yapılandırmanın düğümleri, düğüm havuzlarında birlikte gruplandı. Kubernetes kümesi en az bir düğüm havuzu içerir. İlk düğüm sayısı ve boyutu, varsayılan düğüm havuzu oluşturan bir AKS kümesi oluştururken tanımlanır. AKS'de bu varsayılan düğüm havuzu, aracı düğümlerinizi çalıştıran temel VM'leri içerir.

AKS kümelerini varsayılan düğüm havuzuna göre ölçeklendirin veya yükseltin. Belirli bir düğüm havuzunu ölçeklendirmeyi veya yükseltmeyi seçebilirsiniz. Yükseltme işlemleri için, çalışan kapsayıcılar tüm düğümler başarıyla yükseltilene kadar düğüm havuzu içinde diğer düğümlerde zamanlanmış olur.

AKS'de birden çok düğüm havuzu kullanma hakkında daha fazla bilgi için bkz. AKS'de bir küme için birden çok düğüm havuzu oluşturma ve yönetme.

Düğüm seçicileri

Birden çok düğüm havuzuna sahip bir AKS kümesinde Kubernetes Scheduler'a belirli bir kaynak için hangi düğüm havuzunun kullanacağız? Örneğin, giriş denetleyicileri Windows Sunucu düğümlerde çalışmaması gerekir.

Düğüm seçicileri, podların zamanlandığı yeri kontrol etmek için düğüm işletim sistemi gibi çeşitli parametreleri tanımlamanıza izin sağlar.

Aşağıdaki temel örnek, "kubernetes.io/os" düğüm seçiciyi kullanarak Bir Linux düğümünde NGINX örneğini zamanlar: linux:

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
    - name: myfrontend
      image: mcr.microsoft.com/oss/nginx/nginx:1.15.12-alpine
  nodeSelector:
    "kubernetes.io/os": linux

Podların zamanlandığı yeri denetleme hakkında daha fazla bilgi için bkz. AKS'de gelişmiş zamanlayıcı özellikleri için en iyi yöntemler.

Bakla

Kubernetes, uygulama örneğinizi çalıştırmak için podları kullanır. Pod, uygulamanın tek bir örneğini temsil eder.

Podlar genellikle bir kapsayıcı ile 1:1 eşlemeye sahip olur. Gelişmiş senaryolarda pod birden çok kapsayıcı içerebilir. Çok kapsayıcılı podlar aynı düğümde birlikte zamanlanmış ve kapsayıcıların ilgili kaynakları paylaşmasına olanak sağlar.

Bir pod oluşturdukta, belirli miktarda CPU veya bellek kaynağı isteğine yönelik kaynak istekleri tanımlayabilirsiniz. Kubernetes Scheduler, podları kullanılabilir kaynaklara sahip bir düğümde çalıştıracak şekilde zamanlayarak isteği karşılamaya çalışır. Ayrıca, bir pod'ın temel düğümden çok fazla işlem kaynağı tüketerek bunu önlemesi için maksimum kaynak sınırlarını belirtebilirsiniz. Kubernetes Scheduler'ın gerekli ve izin verilen kaynakları tanımlamalarına yardımcı olmak için tüm podlar için kaynak sınırlarını dahil etmek en iyi yöntemdir.

Daha fazla bilgi için bkz. Kubernetes podları ve Kubernetes pod yaşam döngüsü.

Pod mantıksal bir kaynaktır ancak uygulama iş yükleri kapsayıcılarda çalıştırabilirsiniz. Podlar genellikle kısa ömürlü ve atılabilir kaynaklardır. Tek tek zamanlanan podlar, yüksek kullanılabilirlik ve yedeklilik Kubernetes özelliklerinden bazılarını kaçırır. Bunun yerine podlar Dağıtım Denetleyicisi gibi Kubernetes Denetleyicileri tarafından dağıtılır ve yönetilir.

Dağıtımlar ve YAML bildirimleri

Dağıtım, Kubernetes Dağıtım Denetleyicisi tarafından yönetilen aynı podları temsil eder. Dağıtım, oluşturulan pod çoğaltmalarının sayısını tanımlar. Kubernetes Scheduler, podlar veya düğümler sorunlarla karşılaşırsa iyi durumdaki düğümlerde ek podların zamanlanmış durumda olması için bunu sağlar.

Podların yapılandırmasını, kullanılan kapsayıcı görüntüsünü veya bağlı depolama alanını değiştirmek için dağıtımları güncelleştirebilirsiniz. Dağıtım Denetleyicisi:

• Verilen sayıda çoğaltmayı boşaltarak sonlandırılır.
• Yeni dağıtım tanımından çoğaltmalar oluşturur.
• Dağıtımda tüm çoğaltmalar güncelleştirilene kadar işlemi devam eder.

AKS'de durum bilgisiz uygulamaların çoğu, tek tek podları zamanlamak yerine dağıtım modelini kullanmalısınız. Kubernetes, küme içinde gerekli sayıda çoğaltmanın çalıştırıla olduğundan emin olmak için dağıtım durumunu ve durumunu izleyebilir. Tek tek zamanlanan podlar bir sorunla karşılaşırsa yeniden başlatılmaz ve geçerli düğümleri bir sorunla karşılaşırsa iyi durumdaki düğümlerde yeniden zamanlanmamış olur.

Uygulamanıza en az kullanılabilir örnek sayısı gerektiriyorsa, güncelleştirme işlemiyle yönetim kararlarını kesintiye neden olmak istemiyorsanız. Pod Kesinti Bütçeleri, bir güncelleştirme veya düğüm yükseltmesi sırasında dağıtımda kaç çoğaltmanın kaldırılabilir olduğunu tanımlar. Örneğin, dağıtımda beş (5) çoğaltmanız varsa, aynı anda yalnızca bir çoğaltmanın silinmesine veya yeniden zamanlandır olmasına izin vermek için 4 (dört) pod kesintisi tanımlayabilirsiniz. Pod kaynak sınırlarında olduğu gibi en iyi yöntem, her zaman mevcut olması için en az sayıda çoğaltma gerektiren uygulamalarda pod kesintisi bütçelerini tanımlamaktır.

Dağıtımlar genellikle veya ile oluşturulur ve kubectl create kubectl apply yönetilir. YAML biçiminde bir bildirim dosyası tanımlayarak bir dağıtım oluşturun.

Aşağıdaki örnek, NGINX web sunucusunun temel dağıtımını oluşturur. Dağıtım oluşturulacak üç (3) çoğaltmayı belirtir ve kapsayıcıda 80 bağlantı noktasının açık olması gerekir. Cpu ve bellek için kaynak istekleri ve sınırları da tanımlanır.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: mcr.microsoft.com/oss/nginx/nginx:1.15.2-alpine
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:
          requests:
            cpu: 250m
            memory: 64Mi
          limits:
            cpu: 500m
            memory: 256Mi

YAML bildirimine hizmetler (yük denge dengeciler gibi) dahil edildik, daha karmaşık uygulamalar oluşturulabilir.

Daha fazla bilgi için bkz. Kubernetes dağıtımları.

Helm ile paket yönetimi

Helm genellikle Kubernetes'te uygulamaları yönetmek için kullanılır. Uygulama kodunun paketlenmiş bir sürümünü ve Kubernetes YAML bildirimlerini içeren mevcut genel Helm grafiklerini kullanarak kaynakları dağıtabilirsiniz. Helm grafiklerini yerel olarak veya bir Azure Container Registry Helm grafik deposu gibi uzak bir depoda depoabilirsiniz.

Helm'i kullanmak için bilgisayarınıza Helm istemcisini yükleyin veya helm istemcisini Azure Cloud Shell. Helm grafiklerini arama veya oluşturma ve kubernetes kümenize yükleme. Daha fazla bilgi için bkz. AKS'de Helm ile mevcut uygulamaları yükleme.

StatefulSets ve DaemonSets

Dağıtım Denetleyicisi, Kubernetes Scheduler'ı kullanarak kullanılabilir kaynaklara sahip tüm kullanılabilir düğümlerde çoğaltmalar çalıştırır. Bu yaklaşım durum bilgisiz uygulamalar için yeterli olabilir ancak Dağıtım Denetleyicisi şunları gerektiren uygulamalar için ideal değildir:

• Kalıcı bir adlandırma kuralı veya depolama.
• Küme içindeki her bir seçili düğümde var olacak bir çoğaltma.

Ancak iki Kubernetes kaynağı bu tür uygulamaları yönetmenizi sağlar:

• StatefulSets, depolama gibi tek bir pod yaşam döngüsünün ötesinde uygulamaların durumunu sürdürür.
• DaemonSets, Kubernetes önyükleme işleminin başlarında her düğümde çalışan bir örnek sağlar.

StatefulSets

Modern uygulama geliştirme genellikle durum olmayan uygulamaları hedefler. Veritabanı bileşenlerini içerenler gibi durum bilgili uygulamalar için StatefulSets kullanabilirsiniz. Dağıtımlar gibi StatefulSet de en az bir özdeş pod oluşturur ve yönetir. StatefulSet'te çoğaltmalar dağıtım, ölçeklendirme, yükseltme ve sonlandırma için yetkisiz ve sıralı bir yaklaşım benimser. Çoğaltma olarak adlandırma kuralı, ağ adları ve depolama kalıcı olarak korunur, bir StatefulSet ile yeniden çizelgelenir.

Kullanarak uygulamayı YAML biçiminde tanımlayın kind: StatefulSet . Bundan sonra, StatefulSet denetleyicisi gerekli çoğaltmaların dağıtımını ve yönetimini işler. Veriler, Azure yönetilen diskler veya Azure dosyaları tarafından belirtilen kalıcı depolama alanına yazılır. StatefulSets ile, StatefulSet silindiğinde bile temeldeki kalıcı depolama alanı kalır.

Daha fazla bilgi için bkz. Kubernetes StatefulSets.

Bir StatefulSet içindeki çoğaltmalar zamanlanır ve bir AKS kümesindeki tüm kullanılabilir düğümlerde çalıştırılır. Bir düğümde küme üzerinde en az bir pod 'ın çalıştığından emin olmak için, bunun yerine bir DaemonSet kullanırsınız.

DaemonSets

Belirli günlük koleksiyonu veya izleme için, tüm düğümlerde veya seçili düğümlerde bir pod çalıştırmanız gerekebilir. DaemonSet Deploy 'u bir veya daha fazla özdeş pods üzerinde kullanabilirsiniz, ancak DaemonSet denetleyicisi, belirtilen her bir düğümün Pod 'ın bir örneğini çalıştırmasını sağlar.

DaemonSet denetleyicisi, varsayılan Kubernetes Scheduler başlatılmadan önce küme önyükleme işlemindeki düğümlerde düğüm zamanlayabilir. Bu özellik, bir dağıtımdaki geleneksel köler veya StatefulSet zamanlanmadan önce bir DaemonSet içindeki yığınların başlatılmasını sağlar.

StatefulSets gibi, bir DaemonSet, kullanılarak YAML tanımının bir parçası olarak tanımlanır kind: DaemonSet .

Daha fazla bilgi için bkz. Kubernetes DaemonSets.

Ad alanları

Pod ve dağıtımlar gibi Kubernetes kaynakları, bir aks kümesini bölmek ve kaynaklara erişimi oluşturma, görüntüleme veya yönetme işlemlerini kısıtlamak için mantıksal olarak bir ad alanı halinde gruplandırılır. Örneğin, iş gruplarını ayırmak için ad alanları oluşturabilirsiniz. Kullanıcılar yalnızca atanan ad alanları içindeki kaynaklarla etkileşime girebilirler.

Bir AKS kümesi oluşturduğunuzda, aşağıdaki ad alanları kullanılabilir:

Daha fazla bilgi için bkz. Kubernetes ad alanları.

Sonraki adımlar

Bu makalede, bazı çekirdek Kubernetes bileşenleri ve AKS kümelerine nasıl uygulandığı ele alınmaktadır. Temel Kubernetes ve AKS kavramları hakkında daha fazla bilgi için aşağıdaki makalelere bakın:

• Kubernetes/AKS erişimi ve kimliği
• Kubernetes/AKS güvenliği
• Kubernetes/AKS sanal ağları
• Kubernetes/AKS depolaması
• Kubernetes/AKS ölçeği