ارکستراسیون کانتینر چیست؟
ارکستراسیون کانتینر فرآیند خودکارسازی شبکه‌بندی و مدیریت کانتینرها است تا بتوانید برنامه‌ها را در مقیاس بزرگ مستقر کنید. کانتینرسازی کد یک برنامه را همراه با تمام فایل‌ها و کتابخانه‌هایی که برای اجرا روی هر زیرساختی نیاز دارد، بسته‌بندی می‌کند. معماری‌های میکروسرویس‌ها ممکن است با رشد و پیچیده‌تر شدن برنامه‌ها، صدها یا حتی هزاران کانتینر داشته باشند. ابزارهای ارکستراسیون کانتینر با هدف ساده‌سازی مدیریت زیرساخت کانتینرها از طریق خودکارسازی چرخه کامل حیات آن‌ها—از تأمین و زمان‌بندی تا استقرار و حذف—طراحی شده‌اند. سازمان‌ها می‌توانند از کانتینرسازی در مقیاس بزرگ بهره‌مند شوند بدون اینکه هزینه‌های اضافی برای نگهداری متحمل شوند.
چرا ارکستراسیون کانتینر لازم است؟
کانتینرها به واحد استاندارد محاسبات برای برنامه‌های بومی ابری تبدیل شده‌اند. ارائه‌دهندگان ابری نمونه‌های سرور مجازی را برای اجرای انواع بارهای محاسباتی ارائه می‌دهند و برای بارهای کاری مبتنی بر کانتینر بسیار مناسب هستند. تنها پیش‌نیاز برای اجرای کانتینرها این است که خود سرور یک سرویس کانتینرسازی مانند داکر را اجرا کند. داکر یک ابزار منبع باز برای بسته‌بندی نرم‌افزار و کتابخانه‌های مرتبط، ابزارهای سیستمی، کد و محیط اجرایی در یک کانتینر است. این یک راه‌حل سبک برای اجرا و مدیریت چند کانتینر روی یک نمونه سرور واحد است، اما مقیاس‌پذیری به یک چالش تبدیل می‌شود.
قبل از وجود پلتفرم‌های مدیریت‌شده ارکستراسیون کانتینر، سازمان‌ها از اسکریپت‌نویسی پیچیده برای مدیریت استقرار، زمان‌بندی و حذف کانتینرها در چندین ماشین استفاده می‌کردند. نگهداری این اسکریپت‌ها چالش‌هایی مانند کنترل نسخه ایجاد می‌کرد و مقیاس‌پذیری تنظیمات دشوار بود. ارکستراسیون کانتینر این پیچیدگی‌ها را خودکار کرده و چالش‌های مرتبط با مدیریت دستی را برطرف می‌کند.
موارد استفاده از ارکستراسیون کانتینر
ابزارهای ارکستراسیون کانتینر زمانی ضروری می‌شوند که لازم باشد:
- کانتینرها را در تعداد زیادی نمونه مدیریت و مقیاس‌بندی کنید.
- برنامه‌های کانتینری مختلف زیادی را اجرا کنید.
- نسخه‌های مختلف برنامه‌ها (مثلاً تست و تولید در CI/CD) را به طور همزمان اجرا کنید.
- با اجرای چندین نمونه تکراری (رپلیکا) از یک کانتینر، تداوم سرویس برنامه را در صورت خرابی سرور تضمین کنید.
- چندین نمونه از یک برنامه را در مناطق جغرافیایی مختلف اجرا کنید.
- برای اهداف بودجه‌ای، استفاده از چندین نمونه سرور را به حداکثر برسانید.
- برنامه‌های کانتینری بزرگ متشکل از هزاران میکروسرویس مختلف را اجرا کنید.
مزایای ارکستراسیون کانتینر چیست؟
مدیریت معماری‌های پیچیده کانتینر بدون راه‌حل ارکستراسیون کانتینر می‌تواند دشوار باشد. ارکستراسیون کانتینر ایجاد، پیکربندی، زمان‌بندی، استقرار و حذف کانتینرها را مدیریت می‌کند. همچنین از موارد زیر پشتیبانی می‌کند:
- متعادل‌سازی بار برنامه و مدیریت ترافیک.
- تداوم سرویس برنامه در بین کانتینرها.
- امنیت در کانتینرسازی.
- نظارت بر وضعیت کانتینر.
- تأمین منابع کانتینرها از منابع سرور یا نمونه زیرین.
در ادامه مزایای بیشتری از ارکستراسیون کانتینر آورده شده است:
انعطاف‌پذیری داخلی
سرویس‌های ساده کانتینرسازی معمولاً در صورت آفلاین شدن یک کانتینر، آن را دوباره راه‌اندازی نمی‌کنند. به همین ترتیب، اگر ماشینی که کانتینر روی آن اجرا می‌شود از کار بیفتد، کانتینر پس از راه‌اندازی مجدد ماشین دوباره شروع به کار نمی‌کند. راه‌حل‌های ارکستراسیون کانتینر می‌توانند اطمینان حاصل کنند که کانتینرها به طور خودکار راه‌اندازی مجدد می‌شوند یا بیش از یک نسخه در هر زمان برای مقابله با خرابی ماشین اجرا می‌شود.
بهبود عملکرد
یکی از بزرگ‌ترین مزایای ارکستراسیون کانتینر این است که مقیاس‌پذیری، در دسترس بودن و عملکرد برنامه‌های کانتینری را خودکار می‌کند. می‌توانید ابزارهای ارکستراسیون کانتینر را برای مقیاس‌بندی بر اساس تقاضا، در دسترس بودن شبکه و محدودیت‌های زیرساختی پیکربندی کنید. راه‌حل ارکستراسیون کانتینر می‌تواند عملکرد را در سراسر شبکه کانتینر نظارت کرده و کانتینرها را برای عملکرد بهینه به طور خودکار بازپیکربندی کند.
بهینه‌سازی منابع
سرورها و نمونه‌های زیرین هزینه‌هایی برای اجرا دارند و باید به طور مؤثر برای بهینه‌سازی هزینه استفاده شوند. ارکستراسیون کانتینر به سازمان‌ها امکان می‌دهد تا استفاده از هر نمونه موجود را به حداکثر برسانند و در صورت اتمام منابع، نمونه‌های درخواستی را ایجاد کنند. این امر منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌های زیرساختی می‌شود.
ارکستراسیون کانتینر چگونه کار می‌کند؟
کانتینرها برنامه‌ها یا میکروسرویس‌های مبتنی بر لینوکس هستند که با تمام کتابخانه‌ها و عملکردهایی که برای اجرا روی تقریباً هر نوع ماشینی نیاز دارند، بسته‌بندی شده‌اند. ارکستراسیون کانتینر با مدیریت کانتینرها در گروهی از نمونه‌های سرور (که به آن‌ها گره نیز گفته می‌شود) کار می‌کند. گروهی از گره‌ها که کانتینرهای به‌هم‌پیوسته را اجرا می‌کنند، خوشه نامیده می‌شود.
ارکستراسیون کانتینر ابتدا به یک راه‌حل کانتینرسازی زیرین نیاز دارد که روی هر گره در خوشه اجرا شود—معمولاً این داکر است. گره‌ها همچنین باید ابزار ارکستراسیون را اجرا کنند. یک گره اصلی تعیین‌شده، با یک صفحه کنترلی، کنترل‌کننده راه‌حل ارکستراسیون است. مدیر راه‌حل از یک رابط کاربری گرافیکی یا کنترل‌کننده خط فرمان روی گره اصلی برای مدیریت و نظارت بر ابزار ارکستراسیون کانتینر استفاده می‌کند.
ایجاد و زمان‌بندی
راه‌حل ارکستراسیون کانتینر یک فایل پیکربندی اعلانی، نوشته‌شده در YAML یا JSON، را می‌خواند تا وضعیت خاص مورد نیاز سیستم را بشناسد. با استفاده از اطلاعات مشخص‌شده در فایل، ابزار:
- تصاویر کانتینر را از یک رجیستری کانتینر دریافت می‌کند.
- کانتینرها را با نیازهای فردی آن‌ها تأمین می‌کند.
- شبکه‌بندی مورد نیاز بین کانتینرها را تعیین می‌کند.
سپس ابزار برنامه چندکانتینری را در سراسر خوشه زمان‌بندی و مستقر می‌کند. این بهترین تطابق بین گره‌ها و کانتینرها توسط ابزار ارکستراسیون کانتینر تعیین می‌شود، نه در فایل پیکربندی مشخص شده است. ابزار گره واقعی را برای اجرای هر کانتینر بر اساس محدودیت‌های منابع گره، مانند CPU، حافظه و غیره، و همچنین نیازهای تعریف‌شده کانتینر انتخاب می‌کند.
مدیریت
هنگامی که کانتینرها در سراسر خوشه اجرا می‌شوند، ابزار ارکستراسیون سلامت کلی سیستم را مدیریت می‌کند تا اطمینان حاصل شود که در وضعیت عملکرد مشخص‌شده باقی می‌ماند. این ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- تخصیص منابع در بین کانتینرها.
- استقرار کانتینرها به گره‌های جدید یا حذف کانتینرها.
- متعادل‌سازی بار ترافیک به برنامه.
یک راه‌حل ارکستراسیون کانتینر چرخه حیات کانتینرها را مدیریت می‌کند تا بارهای کاری و محیط‌های چندکانتینری بزرگ و پیچیده را بهینه و امن کند. این می‌تواند به همان تعداد برنامه کانتینری که سازمان نیاز دارد را مدیریت کند. اجرای چندین گره اصلی برای در دسترس بودن بالا و تحمل خطا در تقاضاهای سازمانی بالاتر معمول است.
چالش‌های ارکستراسیون کانتینر چیست؟
در ادامه برخی از چالش‌های ارکستراسیون کانتینر آورده شده است:
لایه‌های مدیریتی اضافی
کوبنرتیس یک راه‌حل ارکستراسیون کانتینر منبع باز پرکاربرد برای سازمان‌ها است. این ابزار به دلیل سهولت استفاده، در دسترس بودن در پلتفرم‌های مختلف و پشتیبانی توسعه‌دهندگان شناخته شده است. با این حال، همچنان نیاز به مدیریت منابع زیرین دارد. به جای کانتینرها، اکنون باید تأمین منابع برای کوبنرتیس را مدیریت کنید. ابزارهای ارکستراسیون کانتینر بومی ابری انتخاب بهتری هستند زیرا نیازهای منابع خود را خودشان مدیریت می‌کنند.
آموزش ناکافی
فقط داشتن ابزار مناسب برای اطمینان از ارکستراسیون بهینه کانتینر کافی نیست. همچنین به یک مدیر ابزار ماهر نیاز دارید تا ارکستراسیون را به درستی مدیریت کند، وضعیت مورد نظر را تعریف کند و خروجی نظارت را درک کند. درک عمیق از DevOps و فرآیند CI/CD، کانتینرسازی و معماری ماشین برای مدیریت موفق محیط‌های پیچیده کانتینری لازم است. ممکن است نیاز به آموزش برای ایجاد مجموعه مهارت‌های مناسب در تیم شما باشد.
مدیریت نسخه‌های پیکربندی
یک برنامه نرم‌افزاری نسخه‌بندی می‌شود—دارای ساخت‌های خاصی برای محیط‌های مختلف مانند توسعه، تست و تولید است. به همین ترتیب، ابزارهای ارکستراسیون کانتینر نیز به چندین پیکربندی مستند با تاریخچه نسخه نیاز دارند—این به این معناست که آن‌ها می‌توانند تأمین سریع و قابل تکرار را در کنار استقرار و مدیریت انجام دهند.
