Quando usare Kubernetes

Quando usare Kubernetes. Mentre in un precedente articolo abbiamo spiegato cosa è un Pod, qui invece cerchiamo di spiegare le motivazioni su Quando usare Kubernetes nei propri progetti.

Spesso può apparire ostico lavorare con i container nella configurazione cloud. Tuttavia bisogna guardare oltre Kubernetes e capire come impegnarsi nel suo studio può servirci molto sul lavoro! Questo robusto sistema semplifica la gestione dei container, migliorando la scalabilità, ottimizzando i flussi di lavoro e massimizzando le prestazioni delle nostre app basate su container. In questo articolo cercheremo di approfondire su come Kubernetes può aiutare l’azienda a prosperare con agilità ed efficacia nel panorama odierno.

Sommario

1. Perché utilizzare Kubernetes: panoramica
2. Lo stato del mercato Kubernetes
3. Architettura Kubernetes
4. Vantaggi di Kubernetes
5. A cosa serve Kubernetes: casi d’uso di Kubernetes
6. Servizi di orchestrazione dei container basati su Kubernetes
7. Quando non dovresti usare Kubernetes
8. Perché utilizzare Kubernetes: tendenze K8 nel 2024
9. Conclusione

Perché e Quando usare Kubernetes : panoramica
Prima di parlare di Kubernetes, esploriamo innanzitutto cosa sono i container.

I container sono un metodo per creare pacchetti di software che possono essere eseguiti in modo affidabile su computer diversi. Raggruppano un’applicazione con tutto ciò di cui si ha bisogno, come codice, librerie e impostazioni, in un’unica unità leggera. Questa struttura garantisce che l’applicazione funzioni in modo simile dal laptop di uno sviluppatore a un data center o al cloud.

Inoltre per definizione, “Kubernetes è una piattaforma per la gestione e l’orchestrazione di questi contenitori, soprattutto su larga scala”. Quando è necessario distribuire, scalare e gestire innumerevoli istanze e servizi di container, è qui Quando usare Kuberntes che ci viene in nostro soccorso. Automatizza le complessità dell’orchestrazione dei container, semplificando la vita e semplificando le implementazioni.

Nato da Google, ora supervisionato dalla Cloud Native Computing Foundation (CNCF), Kubernetes è in continua evoluzione con l’aiuto di una vivace community.

Lo stato del mercato Kubernetes
Se siamo ancora indecisi sul perché utilizzare Kubernetes , ecco alcune statistiche convincenti che ne giustificano la crescente importanza e l’adozione diffusa.

• Secondo Skyquestt , Kubernetes è il secondo progetto open source in più rapida crescita dopo Linux, con una dimensione di mercato di 1,46 miliardi di dollari nel 2019 . Si prevede che crescerà del 23,4% annuo , raggiungendo livelli ancora più alti entro il 2031.
• Il sondaggio annuale del CNCF afferma che oltre il 60% delle aziende utilizza Kubernetes e l’adozione è salita al 96%.
• Secondo SlashData, Kubernetes è utilizzato da 5,6 milioni di sviluppatori in tutto il mondo.
• Kubernetes è utilizzato come soluzione di gestione dei cluster da oltre 50.000 aziende in tutto il mondo .

Analisi di mercato di Kubernetes per prodotto
Il mercato globale di Kubernetes è segmentato in prodotti Cloud e On-premise. Il segmento locale detiene la quota maggiore perché consente agli utenti di eseguire cluster Kubernetes su varie infrastrutture locali. Le aziende possono integrare Kubernetes con configurazioni esistenti utilizzando macchine virtuali, server fisici con Linux (come Ubuntu, CentOS o RHEL) o altri ambienti IaaS locali come OpenStack. Se vuoi ancora sapere Quando usare Kubernetes , vediamo che la sua flessibilità semplifica la gestione di diversi ambienti locali.

Analisi del mercato Kubernetes per verticale
Il mercato Kubernetes abbraccia vari settori, tra cui vendita al dettaglio e beni di consumo, IT e telecomunicazioni, governo, BFSI (banche, servizi finanziari e assicurazioni), sanità e scienze, produzione e altri settori. Il settore IT e delle telecomunicazioni sono leader in termini di ricavi perché Kubernetes guida l’innovazione e la crescita in questo settore. Semplifica il lavoro degli sviluppatori accelerando la distribuzione delle app e migliorando il valore delle piattaforme per gli utenti finali.

Architettura Kubernetes – Quando usare Kuberentes
Un cluster Kubernetes rappresenta l’architettura utilizzata per distribuire Kubernetes.

L’architettura Kubernetes è composta da due parti principali:

1. Control Plane: gestisce il cluster.
2. Nodi: macchine di calcolo su cui vengono eseguiti i container.

Nota: i nodi possono essere macchine fisiche o virtuali. Ogni nodo esegue i pod, ovvero gruppi di container che lavorano insieme.

Componenti chiave

1. Control Plane
   (Immaginiamo una smart city) API server : questo server è l’hub centrale per la gestione delle interazioni all’interno del cluster Kubernetes. Elabora le richieste e gestisce i cicli di vita delle applicazioni.
   Scheduler: determina le posizioni ottimali per la distribuzione di nuovi pod, considerando la disponibilità delle risorse e l’integrità generale del cluster.
   Controller manager: questa persona mantiene la coerenza tra gli stati attuali e desiderati del cluster supervisionando e modificando le configurazioni di pod e nodi.
   Etcd: funge da sistema di archiviazione distribuito affidabile che archivia la configurazione essenziale e i dati sullo stato per il cluster Kubernetes.
2. Nodi
   Kubelet: ogni nodo ospita un agente Kubelet che comunica con il control plane per supervisionare la gestione dei pod e garantire la corretta esecuzione dei relativi container.
   Container Runtime Engine: strumenti software come Docker gestiscono l’esecuzione e il ciclo di vita dei container all’interno di Kubernetes.
   Kube-proxy: gestisce la comunicazione di rete e il bilanciamento del carico tra i pod nel cluster Kubernetes.

Concetti principali

• Pod: queste sono le unità fondamentali di Kubernetes in cui uno o più container condividono risorse di archiviazione e di rete. Possono essere modificati in scala, aggiornati o sostituiti secondo necessità.
• Servizi: Kubernetes fornisce endpoint stabili per l’accesso ai pod, consentendo la comunicazione all’interno del cluster e con utenti esterni.
• Set di repliche: questa funzionalità garantisce che un numero designato di duplicati di pod sia sempre operativo, garantendo affidabilità e capacità di gestire maggiori richieste di carico di lavoro.

Vantaggi di Kubernetes – Quando usare Kubernetes
Ecco i vari motivi che rispondono alle tue domande sul perché utilizzare Kubernetes e su cosa lo distingue.

L’efficienza delle risorse
Kubernetes ottimizza l’utilizzo delle risorse consentendo agli utenti di impostare le richieste di risorse (CPU minima richiesta, memoria, ecc.) e i limiti di risorse (risorse massime consentite) per i loro pod. Queste impostazioni possono essere facilmente applicate a livello di container, pod o namespace level, garantendo che le applicazioni dispongano delle risorse necessarie. Tutti questi fattori impediscono il sottoutilizzo e la sovra-allocazione delle risorse, il che riduce semplicemente i costi operativi e massimizza l’efficienza degli investimenti infrastrutturali.

Maggiore efficienza DevOps per l’architettura dei microservizi
Kubernetes semplifica sviluppo, test e distribuzione semplificando l’integrazione dei container e l’accesso allo storage tra i provider cloud. Creare immagini dei container è sempre più efficiente che creare immagini di macchine virtuali, il che porta a uno sviluppo più rapido e tempi di rilascio ottimizzati. L’adozione precoce di Kubernetes nel ciclo di vita dello sviluppo consente di testare il codice in anticipo, riducendo costosi errori in seguito.

Per le applicazioni basate su microservizi, in cui ciascun componente funziona in modo indipendente e comunica tramite API, Kubernetes supporta la formazione di team di sviluppo più piccoli e mirati e aumenta l’efficienza operativa dell’IT. Inoltre, gli spazi dei nomi Kubernetes creano sottocluster virtuali all’interno di un singolo cluster fisico, migliorando il controllo degli accessi e l’efficienza operativa.

Tempo di commercializzazione più rapido – Quando usare Kubernetes
Kubernetes supporta un approccio basato sui microservizi, in cui i team di sviluppo si concentrano su attività più piccole e specializzate. Questa configurazione accelera lo sviluppo riducendo le dipendenze tra i team. Semplifica inoltre la gestione dei container, garantendo la comunicazione tra container e servizi di storage come AWS e Azure.

Scalabilità
Uno dei punti di forza più importanti di Kubernetes è la sua scalabilità, che consente ai progetti di adattare l’utilizzo delle risorse in base alla domanda. L’architettura è divisa in quattro tipi di scalabilità:

1. Scalabilità orizzontale: adatta la quantità di repliche di pod in base alle richieste di carico di lavoro fluttuanti.
2. Scalabilità verticale: assegna più memoria e CPU ai pod in esecuzione quando necessario.
3. Scalabilità del cluster: adatta il numero di nodi del cluster in base al loro utilizzo corrente
4. Scalabilità multidimensionale: combina metodi di scalabilità verticale e orizzontale per prestazioni ottimizzate su diversi aspetti.
   

Queste funzionalità aiutano a gestire una crescita imprevedibile soddisfacendo in modo efficiente i requisiti delle risorse. Kubernetes garantisce che le operazioni rimangano convenienti pur mantenendo prestazioni ottimali.

Automazione – Quando usare Kubernetes
Kubernetes automatizza attività essenziali come:

1. Service discovery: ricerca e connessione automatica di applicazioni o servizi all’interno del cluster.
2. Load balancing: instrada automaticamente il traffico di rete tra diverse istanze di un’applicazione o di un servizio per migliorare l’efficienza operativa.
3. Failover: reindirizza automaticamente il traffico a istanze o nodi integri quando si verifica un errore.

L’automazione riduce la dipendenza dall’intervento manuale e semplifica le operazioni, consentendo ai team con personale e risorse limitati di concentrarsi sulle attività principali.

Portabilità con vincolo minimo “vendor lock-in“
Kubernetes migliora la portabilità, consentendo alle applicazioni di essere eseguite in ambienti diversi, tra cui infrastrutture on-premise, provider cloud o una combinazione di essi. Semplifica il ciclo di vita dello sviluppo del software (SDLC), facilitando l’adattamento alle mutevoli esigenze o la scelta di diverse opzioni infrastrutturali. Grazie alla flessibilità di implementazione, evita i vincoli al fornitore e supporta soluzioni economicamente vantaggiose consentendo alle aziende di scegliere gli ambienti migliori per i propri carichi di lavoro.

Ottimizzazione dei costi IT – Quando usare Kubernetes
Quindi, perché usare Kubernetes? Presenta qualche vantaggio in termini di efficienza dei costi? Ebbene sì, Kubernetes aiuta a ridurre notevolmente i costi infrastrutturali, soprattutto su larga scala. Comprimendo e gestendo in modo efficiente i contenitori nell’intero investimento hardware cloud, Kubernetes ottimizza l’uso delle risorse. Prima di Kubernetes, gli amministratori spesso effettuavano un provisioning eccessivo dell’infrastruttura per gestire i picchi. Ma Kubernetes automatizza la pianificazione e la scalabilità, gestendo in modo intelligente e liberando risorse per un lavoro più produttivo.

Flessibilità multi-cloud
Kubernetes consente operazioni senza interruzioni in ambienti ibridi e multi-cloud, permettendo alle aziende di eseguire applicazioni senza sforzo su qualsiasi cloud pubblico o su un mix di cloud pubblici e privati. Questa flessibilità garantisce che i carichi di lavoro giusti siano abbinati ai migliori, massimizzando il ROI utilizzando funzionalità cloud e opzioni di migrazione ottimali.

Alta disponibilità
L’elevata disponibilità garantisce che tutti i sistemi rimangano operativi anche in caso di carenza di risorse, manutenzione o aggiornamenti, riducendo i tempi di inattività e migliorando le prestazioni delle applicazioni. Kubernetes supporta l’HA tramite cluster con più nodi collegati ai nodi di lavoro tramite un sistema di bilanciamento del carico. Questo passaggio garantisce che il piano di controllo rimanga attivo anche in caso di guasto di una delle modalità master, garantendo affidabilità e soddisfazione del cliente.

Monitoraggio della salute dei sistemi
Kubernetes garantisce l’integrità del servizio eseguendo continuamente controlli di integrità sulle nostre applicazioni. Riavvia i container guasti o bloccati ed espone i servizi agli utenti solo dopo aver verificato che funzionino correttamente, mantenendo l’affidabilità complessiva del sistema.

A cosa serve Kubernetes: casi d’uso di Kubernetes
Ecco vari casi d’uso che rispondono a tutte le tue domande su a cosa serve Kubernetes:

1. Esegui carichi di lavoro AI, ML e Big Data
   Kubernetes è particolarmente adatto per carichi di lavoro di intelligenza artificiale, machine learning e big data che richiedono l’elaborazione di grandi quantità di dati attraverso pipeline complesse. Fornisce la scalabilità necessaria per prestazioni stabili mantenendo bassi i costi.
2. Continuos Delivery / Continuos Integration (CI/CD)
   Kubernetes si integra perfettamente con strumenti CI/CD come Jenkins e Docker, migliorando l’automazione e ottimizzando l’utilizzo delle risorse. Gestisce in modo efficace la distribuzione e gli aggiornamenti delle applicazioni nelle fasi finali della pipeline CI/CD.
3. Distribuzione dei microservizi
   Kubernetes è particolarmente adatto per le applicazioni simultanee che utilizzano un’architettura a microservizi. Semplifica la gestione, il dimensionamento e la distribuzione dei microservizi e fornisce strumenti per aggiornamenti continui, registrazione e monitoraggio.
4. Applicazioni multi-tenant
   Per le app che servono più clienti da una singola istanza, come CRM o servizi di archiviazione cloud, Kubernetes garantisce ambienti sicuri e isolati per ciascun tenant, ottimizzando l’utilizzo delle risorse e la sicurezza.
5. Analisi e Big Data
   Molti vogliono sapere perché utilizzare Kubernetes e come aiuterà a gestire Analytics e Big Data. Bene! Kubernetes gestisce in modo efficiente set di dati di grandi dimensioni gestendo pipeline di dati e scalando i carichi di lavoro, rendendolo prezioso per analisi e progetti di big data.
6. Calcolo ad alte prestazioni (HPC)
   Kubernetes è sempre più utilizzato nell’HPC per gestire cluster di dati, supportare carichi di lavoro ad alto contenuto di dati e abilitare la condivisione delle risorse, rendendolo adatto per applicazioni ad alte prestazioni.
7. Migrazione al cloud
   Per le organizzazioni che spostano i propri data center on-premise nel cloud utilizzando il metodo “Lift and Shift”, iniziare con pod Kubernetes di grandi dimensioni per l’intera app semplifica il processo di migrazione. Possono suddividere l’app in frammenti più piccoli man mano che apprendono di più sul cloud, rendendo più semplice e sicuro ottenere il massimo.
8. Architettura senza server
   L’architettura serverless sta diventando popolare perché consente alle aziende di concentrarsi sul codice senza gestire l’infrastruttura. I fornitori di servizi cloud assegnano le risorse solo quando necessario, riducendo i costi. Tuttavia, ciò può portare al blocco del fornitore, per cui il codice creato per una piattaforma potrebbe non funzionare su altre. Kubernetes può risolvere questo problema nascondendo i dettagli dell’infrastruttura e creando una piattaforma serverless che funzioni con diversi fornitori. Kubeless è un esempio di tale framework.
   

Servizi di orchestrazione dei container basati su Kubernetes
Grazie alla sua crescente popolarità, i principali provider cloud ora offrono servizi Kubernetes gestiti. Questo tipo di dipendenza mostrata dai principali provider di servizi cloud rende la domanda comune sul perché usare Kubernetes irrilevante in una certa misura. Ciò significa che non dobbiamo configurare o gestire il nostro ambiente Kubernetes o il piano di controllo; il provider cloud se ne occupa. Ecco i tre servizi principali.

Servizio Amazon Elastic Kubernetes (EKS)
Amazon EKS fornisce una soluzione Kubernetes solida e completamente gestita, riducendo i costi operativi delle aziende automatizzando l’orchestrazione dei container. Garantisce un’elevata disponibilità attraverso piani di controllo distribuiti e si integra perfettamente con i servizi AWS, rendendolo ideale per le aziende che desiderano scalare in modo efficiente le applicazioni containerizzate.

Servizio Azure Kubernetes (AKS)
Azure AKS offre un’esperienza Kubernetes sicura e automatizzata, sfruttando l’ampia infrastruttura cloud di Azure. Semplifica la distribuzione e la gestione dei contenitori con strumenti di sicurezza e monitoraggio integrati. Le aziende traggono vantaggio dalla gestione gratuita dei cluster e dalle funzionalità di scalabilità rapida, rendendo AKS una soluzione di sviluppo e distribuzione agile e conveniente.

Servizio Google Kubernetes (GKS)
Google GKE fornisce un servizio Kubernetes maturo e ricco di funzionalità, garantendo elevata disponibilità e software aggiornato. La sua perfetta integrazione con gli strumenti ibridi e multi-cloud di Google Cloud consente alle aziende di distribuire e gestire in modo flessibile i contenitori in ambienti diversi. La gestione gratuita dei cluster e la solida scalabilità automatica di GKE lo rendono una scelta interessante per le aziende che mirano a ottimizzare le operazioni su larga scala.

Quando non dovremmo usare Kubernetes
Fino ad ora abbiamo raccolto molte informazioni su “Perché e Quando usare Kubernetes”, ma ora dobbiamo anche capire quando non utilizzare Kubernetes. Può offrire molteplici vantaggi ma potrebbe essere la scelta giusta solo per alcuni scenari. Ecco alcuni casi in cui Kubernetes potrebbe non essere necessario:

Mancanza di competenze nel team
Se il nostro team di sviluppo non ha esperienza con DevOps o Kubernetes, gli sforzi continui per gestire un cluster Kubernetes possono superare i suoi vantaggi. Ciò rende Kubernetes una scelta costosa e complessa per i team senza competenze sufficienti. Un corso Kubernetes di buon livello aiuta notevolmente a superare questo impatto.

Ideale per progetti di grandi dimensioni
Kubernetes è in genere ideale per progetti grandi e complessi che richiedono scalabilità e gestione significative. Le sue funzionalità avanzate possono non essere necessarie per le applicazioni più piccole, aggiungendo complessità.

Processo ad alta intensità di risorse
La configurazione e l’esecuzione di Kubernetes richiedono risorse considerevoli, tra cui hardware, tempo e personale. Ciò può rallentare il progetto e distogliere risorse da altre aree critiche, incidendo sull’efficienza complessiva e sul rapporto costo-efficacia.

Spese generali di gestione
Kubernetes può aumentare notevolmente i costi di gestione, in particolare per i progetti che richiedono cicli di sviluppo rapidi. La complessità aggiuntiva può rallentare il processo e l’implementazione, rendendolo meno adatto a progetti che richiedono tempi di consegna rapidi.

Migrazione delle applicazioni legacy
La migrazione delle applicazioni legacy su Kubernetes è sempre stata un processo complesso e dispendioso in termini di tempo. Spesso, tali applicazioni vengono gestite meglio con gli strumenti infrastrutturali tradizionali, che possono gestire facilmente le fasi esistenti in modo più efficace senza richiedere una riprogettazione significativa.

Alternative da considerare:
Docker Swarm: una piattaforma di orchestrazione dei container più leggera che può essere una buona scelta per distribuzioni più piccole o team alle prime armi con la containerizzazione.
Nomad: una piattaforma flessibile in grado di gestire carichi di lavoro containerizzati in diversi ambienti, tra cui on-premise e cloud.
Funzioni serverless: se la nostra applicazione è composta da attività di breve durata basate su eventi, le funzioni serverless sulle piattaforme cloud possono rappresentare un’opzione più semplice e scalabile.

Perché utilizzare Kubernetes: tendenze K8 nel 2024
Ecco cinque tendenze chiave che ti spiegano perché utilizzare Kubernetes per il 2024:

Integrazione di intelligenza artificiale e machine learning in Kubernetes
L’utilizzo di Kubernetes per eseguire applicazioni di intelligenza artificiale e machine learning (ML) sta diventando popolare. Le aziende finanziarie, sanitarie e di e-commerce utilizzano Kubernetes per gestire set di dati di grandi dimensioni e calcoli complessi. Strumenti come Kubeflow aiutano a gestire facilmente i modelli AI/ML su Kubernetes.

Espansione dell’infrastruttura nativa del cloud
L’infrastruttura cloud-native continua ad espandersi nel 2024 poiché le organizzazioni cercano di sfruttare Kubernetes per la sua flessibilità e scalabilità negli ambienti cloud pubblici, privati ​​e ibridi. Questa tendenza è particolarmente evidente in settori come i servizi finanziari, la vendita al dettaglio e la sanità, dove l’agilità fornita dalle pratiche native del cloud è essenziale per l’innovazione e l’efficienza. Tecnologie come Istio e Prometheus sono fondamentali per gestire i microservizi e garantire elevata disponibilità e tolleranza agli errori.

Esperienza di ingegneria della piattaforma ed esperienza di sviluppatore in Kubernetes
Nel 2024, le aziende stanno migliorando Kubernetes per semplificare l’utilizzo da parte degli sviluppatori, offrendo piattaforme che semplificano la distribuzione e la gestione delle app e consentendo agli sviluppatori di dare priorità alla codifica. Strumenti come Backstage e Argo CD stanno migliorando il modo in cui gli sviluppatori interagiscono con Kubernetes, accelerando il processo di sviluppo.

Gestione dei costi ed efficienza in Kubernetes
Il controllo dei costi in Kubernetes è un obiettivo importante nel 2024. Le aziende utilizzano strumenti come Kubecost per monitorare e ottimizzare il modo in cui utilizzano le risorse in Kubernetes, soprattutto in settori con implementazioni su larga scala come l’e-commerce e la tecnologia. Ciò aiuta a bilanciare l’innovazione con il controllo dei costi.

Adozione di WebAssembly (WASM) in Kubernetes
WebAssembly diventerà più popolare in Kubernetes nel 2024. È una tecnologia che consente al software di funzionare in modo rapido ed efficiente su vari dispositivi e piattaforme e crea applicazioni leggere e veloci, pratiche per settori come la tecnologia e i giochi. Strumenti come Krustlet e WasmEdge semplificano l’esecuzione di queste efficienti app su Kubernetes, garantendo prestazioni e sicurezza migliori.

Conclusione
Ora che abbiamo trattato tutti gli aspetti della sezione “Perché e Quando usare Kubernetes”, riassumiamoli in poche parole. Kubernetes è fondamentale per le aziende che cercano di semplificare l’infrastruttura e migliorare l’efficienza operativa. Automatizzando la gestione dei container e l’allocazione delle risorse, Kubernetes riduce i costi associati all’overprovisioning e aumenta la scalabilità e l’agilità. Ciò consente alle organizzazioni di semplificare i processi di implementazione, accelerare il time-to-market e migliorare la produttività. La scelta dei servizi di consulenza Kubernetes fornisce un vantaggio competitivo, utilizzando le funzionalità di orchestrazione dei container per promuovere l’innovazione e soddisfare in modo efficace le richieste del mercato in evoluzione. Inoltre, Kubernetes semplifica la gestione gestendo attività complesse e liberando risorse per uso strategico. Poiché le aziende adottano sempre più tecnologie native del cloud, Kubernetes rimane indispensabile per mantenere la competitività e adattarsi rapidamente alle richieste del mercato.

(fonte)

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