Розмова про автоматизацію в ІТ-сфері не буде повною без згадки про Ansible та Kubernetes. Ці два інструменти, хоча й служать різним цілям, здійснили революцію в процесі розробки програмного забезпечення. Тож давайте розглянемо їх детальніше.
Що таке Ansible?
Ansible, що виник як ідея Майкла ДеХаа, сьогодні входить до переліку 100 найпопулярніших проєктів на GitHub. Його цінують за простоту мови та легкість використання. Зараз Ansible широко визнаний як фактичний стандарт автоматизації ІТ-процесів.
Інструмент активно розвивається у спільноті відкритого коду, надаючи рішення для операторів, адміністраторів та осіб, відповідальних за прийняття рішень в ІТ, у різноманітних технічних середовищах.
Ansible здобув популярність, і такі відомі компанії, як Twitter, eBay, Verizon, NASA, ILM, Rackspace і Electronic Arts, активно його використовують. Враховуючи його успіх, Red Hat придбала Ansible у 2015 році.
Ansible спрощує керування конфігурацією, розгортання додатків та автоматизацію задач. У сучасних цифрових середовищах фахівці DevOps часто використовують його для надання ресурсів, реалізуючи підхід “інфраструктура як код” (IaC) для безперебійної доставки програмного забезпечення.
Ось деякі сфери застосування Ansible:
- Керування конфігураціями: з Ansible визначення необхідних конфігурацій для серверів, мережевих пристроїв та інших елементів інфраструктури стає дуже простим. Він також може автоматично та послідовно відтворювати ці конфігурації в різних системах, забезпечуючи стандартизовану структуру та відповідність.
- Розгортання додатків: Ansible спрощує розгортання додатків, автоматизуючи цей процес у різних середовищах, від розробки до тестування та виробництва. Такі завдання, як встановлення програмного забезпечення, налаштування баз даних та мережі, виконуються за допомогою кількох команд.
- Автоматизація задач: забудьте про ручні, повторювані завдання! Ansible дозволяє ІТ-командам автоматизувати широкий спектр задач, наприклад оновлення систем, керування резервними копіями, створення облікових записів користувачів та перезапуск служб. Це звільняє вашу команду для більш стратегічних ініціатив.
- Надання інфраструктури: динамічне надання та конфігурація ресурсів, таких як віртуальні машини, хмарні екземпляри та мережеві пристрої, на основі вимог може бути виснажливим. Але Ansible знову ж таки приходить на допомогу, ефективно масштабуючи вашу інфраструктуру.
- Оркестрування: Ansible виявляє себе в управлінні складними розгортаннями, що охоплюють кілька систем. Він може організовувати складні робочі процеси для виконання таких завдань, як розгортання багаторівневих додатків і оновлення в розподіленому середовищі, координуючи управління мережевими пристроями.
Переваги Ansible
- Простота вивчення та використання: оскільки підручники використовують YAML, їх легко писати, що дозволяє як початківцям, так і професіоналам комфортно працювати з ними. Простий та інтуїтивно зрозумілий синтаксис сприяє швидкому навчанню та легкому робочому процесу.
- Написаний на Python: в цьому інструменті все про простоту. Він написаний на Python, одній з найпопулярніших та зрозумілих мов програмування.
- Безагентна архітектура: вона безагентна. Ansible може керувати віддаленими хостами через SSH, без необхідності встановлювати на них додаткове програмне забезпечення. Використовуючи підручники та ролі, Ansible спрощує визначення вашої ідеальної інфраструктури та автоматизує шлях до її досягнення.
- Покращена безпека: використовуючи SSH, Ansible ставить безпеку між системами на перше місце. Він захищає програми та інфраструктуру від потенційних загроз.
- Інтеграція з системами керування автентифікацією: Ansible інтегрується з такими системами керування автентифікацією, як LDAP, Kerberos та іншими, для належного контролю доступу та підвищення безпеки.
- Надійність: ІТ-інфраструктури потребують стабільності та надійності. Ansible має історію забезпечення високої продуктивності та надійності.
Крім того, що робить Ansible привабливим, це те, що він дійсно зручний для користувача. Управління як локальною, так і хмарною інфраструктурою з Ansible є, як сказав би Шерлок, «елементарним».
Як працює Ansible?
Перш ніж заглиблюватися в роботу Ansible, розгляньмо його компоненти:
Модулі: якби Ansible був стравою, модулі були б головним інгредієнтом. Це попередньо створені невеликі програми, які обробляють майже все — від програм і пакетів до файлів у зовнішніх системах. Ansible реалізує визначені інструкції на зовнішніх системах, одночасно доставляючи модулі з командного комп’ютера.
Playbooks запускають відповідний модуль і виводять його з циклу після завершення завдання. Ansible має понад 750 (постійно зростаючих) вбудованих модулів, що спрощує автоматизацію за допомогою ігор та завдань!
Джерело зображення: InterviewBit
Playbooks: Playbooks – це настановчі посібники, орієнтовані на завдання, що використовують формат YAML для спрощення автоматизації. Ці посібники визначають робочий процес та виконують завдання у визначеному порядку. Playbooks може виконувати послідовні процедури, визначати середовища та керувати різними етапами завдання.
Плагіни: плагіни Ansible покращують як вбудовані, так і налаштовані функції веб-сайту. Система може виконувати функції журналювання, відображення подій, кешування та функції зовнішнього контролера, виконуючи їх перед модулями на вузлах.
Інвентаризація: інвентаризація Ansible містить списки хостів з їхніми IP-адресами, серверами та базами даних. SSH для UNIX, Linux або мережевих пристроїв і WinRM для систем Windows допомагають керувати ними.
Іншими компонентами Ansible є API, хмара, хост, мережа та CMD (база даних управління конфігурацією).
Ось як Ansible чаклує:
Перш за все, Ansible має файл інвентаризації зі списком хостів або комп’ютерів. Користувачі можуть змінювати цей файл інвентаризації, додаючи сервери, якими вони хочуть керувати.
Наступним кроком є створення playbook, щоб визначити ідеальну інфраструктуру на керованих вузлах. Коли Ansible запускається на контрольному вузлі, допомагаючи виконувати завдання на віддаленій системі, він встановлює SSH-з’єднання з останньою. Це забезпечує безпечний зв’язок між вузлами.
Потім він надсилає та виконує модулі для виконання завдань, визначених у playbook, приводячи системи до потрібного стану.
Після виконання завдання Ansible видаляє модулі з керованих вузлів, щоб запобігти їхньому залишенню. Зрештою, він надає звіти про стан виконання завдань, що дозволяє користувачам відстежувати прогрес і результати автоматизації. Крім того, Ansible може запускатися регулярно, щоб підтримувати та покращувати систему з часом.
Що таке Kubernetes?
Джо Беда, Брендан Бернс і Крейг Маклакі — це винахідливі уми, що стоять за Kubernetes. Будучи інженерами в Google, вони створили цей інструмент, який тепер є потужним рішенням для контейнерних програм.
Спочатку Kubernetes був розроблений Google для управління власними контейнерними програмами у виробництві, і вперше він був випущений як проєкт з відкритим кодом у 2014 році.
У 2015 році Google передала Kubernetes незалежному від постачальника Cloud Native Computing Foundation (CNCF) для розвитку технології хмарних обчислень.
З того часу Kubernetes став одним з провідних проєктів CNCF, широко впровадженим в галузі та визнаним лідером в оркестровці контейнерів.
За даними Gartner, близько 85% організацій використовуватимуть Kubernetes до 2025 року. Чому б і ні? Надійна екосистема надбудов, інструментів і служб робить його універсальною платформою для управління контейнерними програмами.
Kubernetes пройшов через кілька важливих оновлень, приносячи нові функції, покращення та виправлення помилок з кожним випуском. Він постійно розвивається та вдосконалюється завдяки пристрасній спільноті, яка стоїть за цим!
Переваги Kubernetes
- Масштабованість: легке масштабування програм на основі потреб.
- Портативність: послідовне розгортання та керування програмами в різних середовищах.
- Гнучкість: підтримка різних середовищ та форматів контейнерів.
- Автоматизація: автоматизує розгортання контейнерів, масштабування, моніторинг і відновлення.
- Стійкість: вбудована відмовостійкість та самовідновлення.
- Підтримка DevOps: сприяє співпраці між розробниками та операційними командами.
- Розширюваність: налаштовувана та розширювана архітектура для інтеграції з іншими інструментами.
- Спільнота та екосистема: велика спільнота та екосистема для розширених можливостей.
Як працює Kubernetes?
Оскільки Kubernetes є платформою, що допомагає з оркестровкою контейнерів, першим кроком є упаковка програми в контейнери за допомогою інструментів контейнеризації, наприклад Docker. Ці контейнери самодостатні, вони містять все необхідне програмне забезпечення та залежності для безпроблемної роботи в різних середовищах.
Далі, за допомогою YAML або JSON, визначається бажаний стан додатків, включаючи зображення контейнерів, вимоги до ресурсів, політики масштабування, мережі та конфігурації сховища. Ці інструкційні файли називаються маніфестами.
У Kubernetes кластер схожий на групу комп’ютерів, які називаються вузлами, що працюють разом, щоб запускати ваші програми. Уявіть вузли як гравців у футбольній команді, кожен з яких може керувати кількома контейнерами, що є своєрідним спорядженням гравців, необхідним для гри.
Компоненти Kubernetes
Найменший будівельний блок у Kubernetes називається Pod, що можна порівняти з затишним будиночком для одного або кількох контейнерів. Поди схожі на роздягальні гравців, де вони проводять час та діляться такими ресурсами, як мережа та сховище. Кожен Pod має унікальну назву та адресу, що дозволяє легко їх ідентифікувати та взаємодіяти.
Розгортання – це як тренери, які керують командою. Вони повідомляють Kubernetes, скільки гравців (або копій) кожного Pod має бути запущено в будь-який час. Подібно до того, як тренер керує гравцями на полі, Deployment керує створенням, масштабуванням та видаленням Pods, щоб забезпечити постійну роботу вашої програми в бажаному стані.
Сервіси схожі на арбітрів, які допомагають гравцям спілкуватися між собою. Вони надають стабільну адресу, на зразок номера телефону, який інші можуть використовувати для доступу до вашої програми. Служби вибирають правильні модулі на основі міток, наприклад позиції гравця, та рівномірно розподіляють трафік між ними, гарантуючи, що кожен отримає справедливий шанс зіграти.
Для обробки важливої інформації, наприклад паролів або ключів API, Kubernetes пропонує ConfigMaps та Secrets. Вони схожі на скриньки, де можна безпечно зберігати ці конфіденційні дані, а потім використовувати їх у своїх модулях та розгортаннях для доступу до ресурсів, не показуючи їх у відкритому вигляді.
Зрештою, сервер API Kubernetes нагадує гарячу лінію тренера команди. Він забезпечує простий спосіб керувати станом команди за допомогою RESTful API, з яким можна взаємодіяти через kubectl або інші інструменти Kubernetes. Це як мати прямий зв’язок з офісом тренера, щоб давати інструкції або отримувати оновлену інформацію про виступи команди.
Порівняння функцій: Ansible проти Kubernetes
| Функція | Ansible | Kubernetes |
| Тип | Інструмент керування конфігураціями та автоматизації | Платформа оркестрування контейнерів |
| Мета | Автоматизація ІТ-завдань, таких як керування конфігураціями, розгортання додатків та надання систем | Автоматизація розгортання, масштабування та керування контейнерними програмами |
| Архітектура | Безагентна, використовує SSH або WinRM для зв’язку з цільовими системами | Контейнеризована, використовує архітектуру головного вузла |
| Конфігурація | Написана на YAML, декларативна мова | Написана на YAML або JSON, декларативна мова |
| Масштабованість | Підтримує малі та великі інфраструктури | Розроблена для широкомасштабних розгортань |
| Висока доступність | На основі витягування, де контейнери витягуються з реєстру контейнерів до цільових вузлів | Забезпечує вбудовані функції високої доступності з автоматичним переплануванням контейнерів та відновленням вузлів |
| Мережа | Надає основні мережеві функції | Забезпечує розширені мережеві функції, такі як виявлення служб, балансування навантаження та маршрутизація на основі DNS |
| Розгортання | На основі push, коли зміни конфігурації надсилаються до цільових систем | Використовує TLS для зв’язку, забезпечує вбудовану ізоляцію контейнера та RBAC для контролю доступу. |
| Постійні оновлення | Підтримує постійні оновлення з мінімальним часом простою | Підтримує постійні оновлення з нульовим часом простою |
| Перевірки справності | Забезпечує основні перевірки працездатності цільових систем | Забезпечує розширені перевірки працездатності для контейнерів та автоматичний перезапуск контейнерів |
| Безпека | Використовує SSH або WinRM для зв’язку, вимагає належної автентифікації та авторизації | Від середнього до складного, потрібне розуміння контейнеризації, мереж та розподілених систем |
| Розширюваність | Надає власні модулі для розширення функціональності | Надає спеціальні ресурси та оператори для розширення функціональності |
| Крива навчання | Помірна, вимагає знання YAML та базового створення скриптів | Від середнього до складного, потрібно розуміти концепції контейнеризації, мережі та розподілених систем |
Використання Kubernetes
Розгортання програми
Управління складними програмами у виробничому середовищі вимагає бездоганного виконання численних завдань у визначений термін. Якщо розробники виконували б це вручну, їм знадобилися б тижні, перш ніж розгорнути програму.
Однак, використовуючи Kubernetes та контейнеризуючи додатки, вони можуть не тільки розгортати та керувати ними в кластері машин, а й забезпечити послідовність та відтворюваність. Вони досягають максимальної ефективності автоматизуючи такі задачі, як планування, масштабування та оновлення.
Масштабованість та балансування навантаження
Щоб програма була успішною, вона має підтримувати великі обсяги трафіку без шкоди для продуктивності. Вбудовані функції масштабованості та балансування навантаження Kubernetes пропонують оптимальне рішення.
Він розподіляє навантаження між кластером машин і автоматично збільшує або зменшує масштаб залежно від потреб, забезпечуючи високу доступність. Крім того, він також допомагає розподіляти вхідний трафік між кількома екземплярами.
Виявлення служб та мережа
Більшість програм не можуть працювати самостійно. Їм потрібно з’єднатися з іншими програмами чи службами. Kubernetes пропонує мережеві функції, що допомагають налагодити зв’язок між контейнерами в кластері. Програми також можуть виявляти та підключатися до інших служб, що працюють у групі, використовуючи інструмент обслуговування на основі DNS.
Постійні оновлення та відкати
З Kubernetes легко оновлювати програми або повертатися до попередніх версій. Він автоматизує цей процес та забезпечує безперебійне оновлення, не перешкоджаючи доступності програми, дозволяючи проводити постійні оновлення та відкати з мінімальним часом простою.
Управління інфраструктурою
Kubernetes використовує декларативний підхід для спрощення управління інфраструктурою. Це дозволяє користувачам визначати ресурси інфраструктури, наприклад сховище, мережі та обчислення, як код за допомогою маніфестів YAML або JSON. Ці маніфести, або конфігураційні файли, дозволяють керувати версіями, автоматизувати, керувати IaC (інфраструктура як код) та оптимізувати управління складними конфігураціями інфраструктури.
Гібридне та мультихмарне розгортання
Kubernetes змінює правила гри для організацій, яким потрібні адаптивність та гнучкість у розгортанні. Застосовуючи послідовний рівень абстракції, розгортання та управління програмами в різних хмарних провайдерах або локальних центрах обробки даних стає ефективним.
Це дозволяє користувачам прийняти гібридну або багатохмарну стратегію, використовуючи гнучкість та портативність контейнерів для розгортання програм та управління ними в різних середовищах.
Ansible і Kubernetes – життєвий цикл розробки програмного забезпечення
| Етап в SDLC | Ansible | Kubernetes |
| Розробка | Забезпечує автоматизоване управління конфігурацією та розгортання середовищ розробки, гарантує контроль версій конфігураційних файлів та полегшує розгортання коду | N/A |
| Тестування | Забезпечує автоматичне надання та конфігурацію середовищ тестування, дозволяє легко відтворювати середовища та підтримує автоматизоване тестування | N/A |
| Безперервна інтеграція/безперервне розгортання (CI/CD) | Спрощує автоматичне розгортання додатків та змін конфігурації, забезпечує контроль версій коду інфраструктури та підтримує конвеєри безперервної доставки та розгортання | Полегшує розгортання в контейнерах, масштабування та керування додатками, підтримує постійні оновлення та розгортання без простоїв |
| Підготовка до виробництва | Забезпечує автоматичне надання та конфігурацію проміжних середовищ, гарантує узгодженість між проміжними та виробничими середовищами та полегшує тестування виробничих середовищ | Сприяє контейнерному розгортанню та масштабуванню додатків у передвиробничих середовищах, дозволяє тестувати контейнерні додатки в ізольованому середовищі |
| Виробництво | Полегшує автоматизоване надання, конфігурацію та управління виробничими середовищами, дає можливість застосовувати інфраструктуру як код (IaC) та підтримує виробничі розгортання | Забезпечує контейнерне розгортання, масштабування та керування робочими програмами, пропонує вбудовані функції високої доступності та розширені мережеві функції |
| Експлуатація/обслуговування | Автоматизує керування змінами конфігурації, постійний моніторинг та виконання бажаного стану. Підтримує резервне копіювання, оновлення та інші оперативні завдання | Оптимізує керування додатками, масштабування, оновлення та інші оперативні завдання, такі як постійні оновлення та автоматичний перезапуск контейнерів |
| Усунення несправностей/налагодження | Вмикає видимість конфігурації, усунення несправностей та відкат у разі проблем | Вмикає видимість контейнерної програми, усунення несправностей, налагодження та журнали/діагностику |
Випадки використання Ansible
Команда ІТ-операторів керує великою інфраструктурою з сотнями серверів у кількох центрах обробки даних. За допомогою Ansible вони автоматизують узгоджені та безпечні налаштування серверів та процеси, такі як керування користувачами, встановлення брандмауерів та застосування політик безпеки.
Сервери згруповані за ролями та середовищами, а регулярні запуски підручника забезпечують їх оновлення та відповідність вимогам. Ansible спрощує керування конфігурацією, зменшує ручну роботу та покращує відповідність вимогам безпеки.
Варіанти використання Kubernetes
Команда розробників створює мікросервісний веб-додаток і розгортає його за допомогою Kubernetes, налаштовуючи мережу, сховище та контейнери за допомогою Docker та маніфестів. Масштабування, балансування навантаження, самовідновлення та оновлення обробляються Kubernetes. Його легко збільшити або зменшити, і це гарантує відмовостійкість та високу доступність.
Цей ресурс розгортання Kubernetes розгортає веб-програму з 3 репліками. Мітки вказують на те, що екземпляри програми та конфігурації контейнерів визначені в полі шаблону. Kubernetes керує масштабуванням, балансуванням навантаження, самовідновленням та постійними оновленнями для масштабованої, стійкої, відмовостійкої та високодоступної програми.
Адміністрування стає простішим з контейнерами та Kubernetes, забезпечуючи рівномірне розгортання та легке масштабування. За потреби можна додати більше конфігурацій для роботи з мережею, зберіганням та інших потреб.
На закінчення
Хоча Ansible та Kubernetes є інструментами автоматизації, порівнювати їх напряму не зовсім правильно. Ansible допомагає керувати конфігураціями та задачами в широкому діапазоні систем, тоді як Kubernetes більше орієнтований на оркестрування контейнерів.
Розглядаючи традиційну ІТ-інфраструктуру, Ansible буде правильним вибором для обробки конфігурацій та розгортань. Однак Kubernetes чудово підходить для сучасних хмарних середовищ та управління контейнерними програмами.
Крім того, обидва інструменти мають свої сильні сторони і можуть значно покращити автоматизацію ІТ та процеси розгортання у відповідних сферах. Отже, розуміння їхніх унікальних цілей та правильне використання може принести значну цінність вашій діяльності.