Kubernetes Engine

1. Kubernetes Engine: دليل شامل للمبتدئين

Kubernetes Engine (المعروف اختصاراً بـ GKE في سياق Google Cloud) هو خدمة إدارة حاويات مُدارة بالكامل تقدمها Google Cloud Platform (GCP). يسمح لك بنشر وتشغيل وتوسيع نطاق تطبيقاتك المعبأة في حاويات باستخدام نظام تنسيق الحاويات مفتوح المصدر Kubernetes. هذا المقال موجه للمبتدئين ويهدف إلى تقديم فهم تفصيلي لـ Kubernetes Engine، بدءًا من المفاهيم الأساسية وصولاً إلى الاستخدامات العملية.

ما هي الحاويات؟

قبل الغوص في Kubernetes Engine، من الضروري فهم مفهوم الحاويات. الحاويات هي طريقة لتغليف تطبيق مع جميع تبعياته (المكتبات، الأدوات، ملفات الإعدادات، إلخ) في وحدة واحدة قابلة للتنقل. هذا يضمن تشغيل التطبيق بشكل متسق بغض النظر عن البيئة التي يتم نشره فيها. Docker هي تقنية الحاويات الأكثر شيوعًا.

لماذا نستخدم Kubernetes؟

إدارة عدد كبير من الحاويات يدويًا يمكن أن تكون معقدة. هنا يأتي دور Kubernetes. Kubernetes هو نظام تنسيق الحاويات الذي يقوم بأتمتة نشر وتوسيع نطاق وإدارة التطبيقات المعبأة في حاويات. يوفر Kubernetes العديد من الميزات، بما في ذلك:

**التوسيع التلقائي:** زيادة أو تقليل عدد الحاويات تلقائيًا بناءً على الطلب.
**الشفاء الذاتي:** إعادة تشغيل الحاويات الفاشلة تلقائيًا.
**التوزيع المتوازن للحمل:** توزيع حركة المرور بالتساوي عبر الحاويات.
**التحديثات المتجددة:** تحديث التطبيقات بدون توقف الخدمة.
**إدارة التكوين:** إدارة إعدادات التطبيق بشكل مركزي.

ما هو Kubernetes Engine؟

Kubernetes Engine (GKE) يبسط عملية إدارة Kubernetes. بدلاً من الحاجة إلى إعداد وصيانة مجموعة Kubernetes الخاصة بك، يمكنك استخدام GKE لإنشاء وإدارة مجموعات Kubernetes بسهولة. يتولى GKE معظم المهام التشغيلية المعقدة، مما يسمح لك بالتركيز على تطوير تطبيقاتك.

مكونات Kubernetes Engine الرئيسية

**مجموعة Kubernetes (Kubernetes Cluster):** هي قلب Kubernetes Engine. تتكون من مجموعة من الآلات الافتراضية (VMs) التي تعمل كعقد (Nodes) وتنظمها طبقة التحكم (Control Plane).
**عقد (Nodes):** هي الآلات الافتراضية التي تستضيف الحاويات.
**طبقة التحكم (Control Plane):** هي مجموعة من العمليات التي تدير المجموعة. تشمل مكونات مثل API Server, Scheduler, Controller Manager, etcd.
**Pod:** أصغر وحدة قابلة للنشر في Kubernetes. يمكن أن يحتوي على حاوية واحدة أو أكثر.
**Deployment:** يصف الحالة المرغوبة للتطبيق. يقوم Kubernetes تلقائيًا بإنشاء وتحديث Pods لضمان مطابقة الحالة المرغوبة.
**Service:** يوفر طريقة للوصول إلى مجموعة من Pods. يعمل كواجهة أمامية لتطبيقك.
**Namespace:** يوفر طريقة لتنظيم الموارد داخل المجموعة.

أنواع Kubernetes Engine

يقدم GKE نوعين رئيسيين من المجموعات:

**Standard:** يوفر تحكمًا كاملاً في البنية التحتية الأساسية. أنت مسؤول عن إدارة العقد.
**Autopilot:** يوفر تجربة مبسطة حيث يتولى GKE إدارة العقد تلقائيًا. أنت تدفع فقط مقابل موارد وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة التي يستخدمها تطبيقك.

| الميزة | Standard | Autopilot | |---|---|---| | إدارة العقد | أنت مسؤول | GKE يديرها | | التحكم في التكلفة | أكثر تعقيدًا | أسهل | | المرونة | أعلى | أقل | | التعقيد | أعلى | أقل |

إنشاء مجموعة Kubernetes Engine

يمكنك إنشاء مجموعة Kubernetes Engine باستخدام وحدة تحكم Google Cloud أو سطر الأوامر gcloud. إليك مثال بسيط باستخدام gcloud:

```bash gcloud container clusters create [CLUSTER_NAME] --zone [ZONE] --machine-type [MACHINE_TYPE] --num-nodes [NUM_NODES] ```

استبدل `[CLUSTER_NAME]` باسم المجموعة، و`[ZONE]` بمنطقة Google Cloud، و`[MACHINE_TYPE]` بنوع الآلة، و`[NUM_NODES]` بعدد العقد.

نشر التطبيقات على Kubernetes Engine

بمجرد إنشاء المجموعة، يمكنك نشر التطبيقات باستخدام ملفات YAML. يحدد ملف YAML موارد Kubernetes التي تريد إنشاؤها، مثل Deployments و Services. إليك مثال بسيط لملف YAML لنشر تطبيق:

```yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata:

 name: my-app

spec:

 replicas: 3
 selector:
   matchLabels:
     app: my-app
 template:
   metadata:
     labels:
       app: my-app
   spec:
     containers:
     - name: my-app-container
       image: [IMAGE_NAME]
       ports:
       - containerPort: 8080

--- apiVersion: v1 kind: Service metadata:

 name: my-app-service

spec:

 selector:
   app: my-app
 ports:
   - protocol: TCP
     port: 80
     targetPort: 8080
 type: LoadBalancer

```

استبدل `[IMAGE_NAME]` باسم صورة Docker الخاصة بك. ثم، يمكنك نشر التطبيق باستخدام الأمر:

```bash kubectl apply -f [YAML_FILE] ```

استبدل `[YAML_FILE]` باسم ملف YAML الخاص بك.

مراقبة Kubernetes Engine

يوفر GKE أدوات متنوعة لمراقبة مجموعتك وتطبيقاتك. تشمل:

**Google Cloud Monitoring:** يوفر رؤية شاملة لأداء مجموعتك.
**Google Cloud Logging:** يجمع ويخزن سجلات من مجموعتك.
**Kubernetes Dashboard:** واجهة مستخدم رسومية لمراقبة وإدارة مجموعتك.
**Prometheus:** نظام مراقبة مفتوح المصدر يمكن دمجه مع GKE.

أفضل الممارسات لاستخدام Kubernetes Engine

**استخدم صور Docker صغيرة:** صور Docker الصغيرة تقلل من وقت النشر وتزيد من الكفاءة.
**استخدم علامات (Tags) للصور:** تساعد العلامات على تتبع إصدارات الصور المختلفة.
**حدد حدود الموارد:** حدد حدود الموارد (CPU والذاكرة) لكل حاوية لضمان عدم استهلاكها لموارد المجموعة بأكملها.
**استخدم التحقيقات (Probes):** استخدم التحقيقات (liveness و readiness) لتحديد ما إذا كانت الحاويات تعمل بشكل صحيح.
**استخدم Namespaces:** استخدم Namespaces لتنظيم الموارد داخل المجموعة.
**الأمان أولاً:** قم بتأمين مجموعتك باستخدام سياسات الشبكة والتحكم في الوصول المستند إلى الأدوار (RBAC).