معمارية Kubernetes

مرحبًا بكم في Kubernetes! إنه نظام قوي لإدارة التطبيقات المستندة إلى الحاويات عبر العديد من الأجهزة.

قبل أن نبدأ بتشغيل التطبيقات، من الضروري فهم بنيته الأساسية. فكّروا في الأمر على أنه تعلّم أجزاء السيارة قبل قيادتها!

يعمل Kubernetes في جوهره باعتباره عنقودًا. والعنقود هو مجموعة من الأجهزة تُسمى العُقد، وتعمل معًا.

تنقسم هذه العُقد إلى نوعين رئيسيين:

• Control Plane (Master Node): عقل العنقود.
• Worker Nodes: الأجهزة التي تشغّل تطبيقاتكم.

يتولى Control Plane (الذي كان يُسمى غالبًا Master Node في الوثائق الأقدم) مسؤولية إدارة العنقود.

يتخذ قرارات عامة بشأن العنقود (مثل جدولة التطبيقات)، ويكتشف أحداث العنقود ويستجيب لها (مثل إعادة تشغيل تطبيق متعطل). وهو لا يشغّل تطبيقاتكم مباشرةً.

يُعد API Server الواجهة الأمامية لـ Kubernetes Control Plane. وهو المكوّن الوحيد الذي يتفاعل معكم مباشرةً (من خلال kubectl).

يعرِض Kubernetes API ويتولى جميع الاتصالات داخل العنقود، مع التحقق من صحة البيانات وتهيئتها لكائنات API مثل Pods وServices.

إن etcd مخزن متسق وعالي الإتاحة للقيم المفتاحية. فكّروا فيه باعتباره الذاكرة الدائمة للعنقود.

يخزن جميع بيانات العنقود، بما في ذلك الإعدادات والحالة والبيانات الوصفية. إذا توقف etcd، يفقد العنقود ذاكرته ولا يعود قادرًا على العمل بشكل صحيح!

يراقب Scheduler وحدات Pods الجديدة (مثيلات تطبيقاتكم) التي لم تُسنَد إليها عقدة عامل.

ثم يختار أفضل عقدة لتشغيل كل Pod عليها، مع مراعاة عوامل مثل متطلبات الموارد وقيود الأجهزة والسياسات.

يشغّل Controller Manager وحدات controllers متنوعة، وهي حلقات تعمل في الخلفية لتنظيم حالة العنقود.

فعلى سبيل المثال، تراقب وحدة تحكم العُقد صحة العُقد، وتضمن وحدة تحكم النسخ المتماثل تشغيل العدد الصحيح من Pods. وتعمل هذه الوحدات باستمرار لمطابقة الحالة المطلوبة مع الحالة الحالية.

إن Worker Nodes (التي كانت تُسمى أيضًا Minions في الوثائق الأقدم) هي الأجهزة التي تعمل عليها تطبيقاتكم الفعلية المستندة إلى الحاويات (المجمّعة داخل Pods).

تحتوي كل عقدة عامل على مكوّنات تمكّنها من التواصل مع Control Plane وإدارة الحاويات التي تعمل عليها.

على كل Worker Node:

• Kubelet: وكيل يضمن تشغيل الحاويات داخل Pod. ويتلقى التعليمات من API Server ويدير Pods.
• Container Runtime: هو البرنامج المسؤول عن تشغيل الحاويات (مثل Docker وcontainerd وCRI-O). ويستخدمه Kubelet لسحب الصور وتشغيل تطبيقاتكم.

يعمل Kube-proxy على كل Worker Node ويتولى التوكيل الشبكي لخدمات Kubernetes.

يحافظ على قواعد الشبكة في العقدة، مما يتيح الاتصال الشبكي بـ Pods من داخل العنقود وخارجه. ويضمن إمكانية الوصول إلى تطبيقاتكم.

استنادًا إلى ما تعلمتموه، أيٌّ من المكونات التالية يُعد جزءًا من مستوى التحكم في Kubernetes؟

أحسنتم! أصبح لديكم الآن فهم أساسي لبنية Kubernetes.

• يتولى مستوى التحكم (API Server وetcd وScheduler وController Manager) إدارة العنقود.
• تشغّل عُقد العامل (Kubelet وContainer Runtime وKube-proxy تطبيقاتكم.

بعد ذلك، سنتعمق في أصغر وحدة قابلة للنشر في Kubernetes: Pods!