26. srpna 2024

Proč Kubernetes?

Letos v červnu oslavilo Kubernetes deset let 🎂. Za tu dobu se projektu dostalo obrovské popularity a rozšířily se úplně všude (od datacenter, přes edge až po AI vč. "homelab") a kolem Kubernetes vznikl obrovský ekosystém, hlavně díky CNCF (Cloud Native Computing Foundation).

Co je to Kubernetes?

Kubernetes je nejrozšířenější orchestrátor kontejnerů. Tedy nástroj, kterému řeknete: "tady máš kontejner, nějakou konfiguraci a spusť jej 5x". A Kubernetes se postará, aby všechny kontejnery (v Kubernetes názvosloví Pody) běžely a v případě chyby je restartoval.

To je hodně ve zkratce. Kubernetes toho umí mnohem více, například automatické škálování aplikací, ale i clusteru jako takového. A s pomocí ekosystému monitoring aplikací a sebe sama, logování, zálohy, bezpečnost aplikací a dat, CI/CD a mnoho dalšího.

Trochu (víc) historie

Původní koncept Kubernetes (alespoň jeho předchůdce) vznikl v Googlu pod názvem Borg v roce 2003 (wow, 21 let 🤯!).

Borg byl interní nástroj, který spouštěl tisíce jobů (Job byl všechno, od klasického jobu, ale i třeba HTTP server) ve velikých clusterech v mnoha datacentrech.

2013: vznikl nový systém, Omega, který nahradil Borg. Omega zvládá větší clustery, více jobů a zároveň je flexibilnější.

2014: Google oznámil nový projekt Kubernetes, který je open-source verzí Borgu. 7. června se objevuje první commit a 10. června se Microsoft, RedHat, IBM a Docker přidávají do Kubernetes komunity.

2015: Kubernetes vychází ve verzi v1.0 a Google ve spolupráci s Linux Foundation zakládá CNCF. Cílem CNCF je stavět stabilní ekosystém nejen kolem Kubernetes, ale kolem orchestrace kontejnerů jako takových a s tím spojeného světa mikroslužeb. Na podzim vychází Kubernetes v1.1.

2016: První release Helmu, což je package manager pro Kubernetes. Úplně první KubeCon, v Evropě. V průběhu roku vychází další verze, v1.2, v1.3, v1.4 a v1.5. Vzniká projekt Minikube, který umožňuje spustit Kubernetes lokálně na Vašem počítači. Vychází velká případová studie o Pokémon GO!, "Pokémon GO byl úplně největší deployment na Google Container Engine".

2017: Vychází další nové verze: v1.6, v1.7, v1.8 a v1.9. Přidávají se další firmy do CNCF. GitHub oznámil, že přechází na Kubernetes. Amazaon představuje Elastic Kubernetes Service (EKS). A Microsoft představil preview verzi Azure Kubernetes Service (AKS).

2018: Vychází verze: v1.10, v1.11, v1.12 a v1.13. Vzniká projekt KubeFlow, což je projekt pro strojové učení na Kubernetes. EKS a AKS jsou stabilní a production-ready. DigitalOcean "skáče na vlak Kubernetes" a buduje Kubernetes jako službu.

2019: Vychází verze: v1.14, v1.15, v1.16 a v1.17.

2020: Vychází verze: v1.18, v1.19 a v1.20.

2021: Vychází verze: v1.21, v1.22, v1.23. Kubernetes projekt oficiálně zpomaluje na vydání tří verzí za rok a podpora jednotlivých verzí se protahuje na 1 rok, místo předchozích 9 měsíců.

2022: Vychází verze: v1.24, v1.25 a v1.26.

2023: Vychází verze: v1.27, v1.28 a v1.29. Gateway API vychází ve stabilní verzi v1.0, Gateway API je nástupce Ingressu, který je "zamrazené" a nové funkcionality přichází právě do Gateway API.

2024: Vychází verze v1.30, v1.31 a koncem roku by měla vyjít verze v1.32.

Kubernetes dnes

Za těch deset let se Kubernetes dostal do všech koutů softwaru a firem všech velikostí. Zároveň běží v obrovských datacenter, přes edge lokaliy až po homelaby. A běží na něm webové servery, datová analýza, AI a kdo ví, co ještě. Od obrovského Googlu, přes střední firmy až po startupy.

Kubernetes se stalo dnes prakticky standardem pro provozování kontejnerizovaných aplikací. Jednak CNCF dělá kolem Kubernetes obrovský marketing a jako nezisková organizace má obrat $150M ročně, což je naprosto šílené. Díky CNCF, vznikl kolem Kubernetes a celého "cloud-native" světa obrovský ekosystém. Monitoring, logy, storage, zálohy, databáze, networking, bezpečnost, CI/CD, GitOps, správa clusterů, API Gateway a mnoho dalšího.

Pokud vás zajímá co vše se dá najít v ekosystému, podívejte se na CNCF Landscape.

Proč Kubernetes?

Zpátky k původní otázce: "Proč Kubernetes?". Za dobu co s Kubernetes pracuji, jsem řešil implementaci Kubernetes v mnoha firmách. Vidím růst ten obrovský ekosystém a byl jsem na několika evropských KubeConech (aktuálně jsou 3 za rok, Evropský, Asijský a Severoamerický).

Ale hlavně, Kubernetes je tady deset let, je to obrovský projekt u kterého mám jistotu, že tady minimálně dalších deset let bude (počítám spíš 20-30 let). Je stabilní, jednak provoz clusteru jako takového, Kubernetes API se mění pomalu a včechny změny jsou komunikovány předem a při odstraňování API je dost času zmigrovat na nové API. Ale i projekt jako takový je stabilní, má dost financí, obrovskou komunitu, nové verze vychází pravidelně. Ale hlavně, je kolem obrovský ekosystém, občas je na výběr až moc 😅. A díky tomu jak je Kubernetes obrovské, není problém ani hledat lidi a to i v České republice. Nehledáte náhodou někoho 🤔? Napište mi na [email protected].

Pokud máte více aplikací nebo rostete nebo hledáte stabilní platformu nebo se nechcete zamknout u nějakého postkytovatele (vendor lock-in), Kubernetes je nejlepší volba. Nebo pokud hledáte platformu, na které dodávat enterprise aplikace k Vašim zákazníkům a už máte plné zuby instalací na Windows. Zkuste posunout Vaše zákazníky na Kubernetes. Budete mít jednotnou platformu všude.

Přesně poslední případ (enterprise) jsem měl možnost v posledních dvou letech řešit hned dvakrát a pokaždé jsme skončili u toho, že prostě chceme Kubernetes. Je jedno, jestli on-premise nebo cloud, zvládneme i instalaci a správu Kubernetes na infrastruktuře zákazníka. Ale pro aplikaci je to prostě obrovská výhra. Obecně, ušetří to spoustu času a peněz. Dá se využít Kubernetes distribucí které se velmi snadno instalují jako k0s a k3s, popř. RKE2 které splňuje řadu bezpečnostních standardů.

S pár skripty nebo třeba s Ansible, se dá cluster postavit za pár minut a může se rovnou nasazovat aplikace. A řešit potřeby na míru zákazníka a ne týdny řešit konfiguraci serverů.

Rozšiřitelnost

I když Kubernetes umí spoustu věcí, nemůže umět všechno a ne každý potřebuje všechno. Spousta funkcionalit se dá dodat skrz nějakou aplikaci z ekosystému, ne vždy je ale zdarma, a nebo to prostě neexistuje.

Pokud potřebujete něco specifického pro vás, můžete využít rozšiřitelnosti v Kubernetes a celkem snadno si napsat vlastní operator, kterým si snadno rozšíříte možnosti Vašeho clusteru a zaintegrujete jej do Vaší infrastruktury na míru. A díky KubeBuilderu (nástroj pro psaní operatorů) je to snadné a nemusíte vymýšlet kolo.

Kubernetes není pro každého

I když Kubernetes je super projekt a dokážete s ním prakticky všechno, myslím si, že není vhodné pro každého. Lépe řečeno není vhodné pro každý projekt.

Pokud jste třeba startup a nepotřebujete nic složitého (co se infrastruktury týče) nebo si prostě vystačíte s jedním, dvěma servery, Kubernetes vás akorát zpomalí a celkem se i prodraží. Svět kolem Kubernetes je komplikovaný, komplexní a pravděpodobně skončíte u toho, že potřebujete někoho, kdo se v tom vyzná a bude to spravovat za vás. A protože to je celkem specifická znalost, tak to nebude levné.

Spousta projektů si totiž opravdu vystačí s jedním serverem na velmi dlouhou dobu. A pokud potřebujete škálovat, tak stačí kolikrát jen zvednou počet jader procesoru a přidat paměť.

Až když toho bude moc nebo budete muset garantovat dostupnost (SLA) apod., stojí za to přemýšlet o Kubernetes.

Aneb: když máte blog na WordPressu s návštěvností 10 lidí za měsíc, tak fakt Kubernetes nepotřebujete. Ale když máte e-shop s návštěvností 1000 lidí za den, tak pořád ne, při návštěvnosti 10 000 lidí za den to stojí za zvážení s ohledem na růst do budoucna a při 100 000 lidech za den to potřeba pravděpodobně bude a zároveň můžete z těžit s mnoha jeho fukcí, které by bylo neskutečně nákladné dělat vlastní. Kubernetes nejsou samospásné a dokáží pěkně potrápit nebo prodražit.