कुबेरनेट्स आर्किटेक्चर
कुबेरनेट्स आर्किटेक्चर
परिचय
कुबेरनेट्स, जिसे अक्सर k8s के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, एक ओपन-सोर्स कंटेनर ऑर्केस्ट्रेशन प्लेटफॉर्म है। यह कंटेनराइज्ड अनुप्रयोगों को स्वचालित रूप से तैनात करने, स्केल करने और प्रबंधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कुबेरनेट्स आधुनिक एप्लिकेशन डेवलपमेंट और डिप्लॉयमेंट के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक बन गया है, जो एप्लिकेशन को अधिक पोर्टेबल, स्केलेबल और विश्वसनीय बनाने में मदद करता है। यह लेख कुबेरनेट्स आर्किटेक्चर का विस्तृत अवलोकन प्रदान करेगा, जो शुरुआती लोगों के लिए उपयुक्त है। हम इसके मुख्य घटकों, कार्यप्रणाली और कुछ महत्वपूर्ण अवधारणाओं पर ध्यान केंद्रित करेंगे।
कंटेनराइजेशन और कुबेरनेट्स की आवश्यकता
कुबेरनेट्स को समझने से पहले, कंटेनराइजेशन की अवधारणा को समझना महत्वपूर्ण है। कंटेनराइजेशन एक एप्लिकेशन और उसकी सभी निर्भरताओं को एक मानकीकृत इकाई में पैकेज करने की प्रक्रिया है, जिसे कंटेनर कहा जाता है। डॉकर सबसे लोकप्रिय कंटेनराइजेशन प्लेटफॉर्म में से एक है। कंटेनर पारंपरिक वर्चुअल मशीनों (VMs) की तुलना में हल्के और अधिक पोर्टेबल होते हैं।
हालांकि, जैसे-जैसे अनुप्रयोग जटिल होते जाते हैं और उनमें कई कंटेनर शामिल होते हैं, उन्हें मैन्युअल रूप से प्रबंधित करना मुश्किल हो जाता है। यहीं पर कुबेरनेट्स आता है। कुबेरनेट्स कंटेनरों को ऑर्केस्ट्रेट करने, उन्हें स्केल करने, और उनके स्वास्थ्य की निगरानी करने का एक शक्तिशाली तरीका प्रदान करता है। माइक्रोसर्विस आर्किटेक्चर में विशेष रूप से, जहाँ एप्लिकेशन कई छोटे, स्वतंत्र सेवाओं में विभाजित होते हैं, कुबेरनेट्स अनिवार्य हो जाता है।
कुबेरनेट्स आर्किटेक्चर के मुख्य घटक
कुबेरनेट्स आर्किटेक्चर कई मुख्य घटकों से बना है जो मिलकर काम करते हैं। इन घटकों को दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: कंट्रोल प्लेन और नोड्स।
कंट्रोल प्लेन
कंट्रोल प्लेन कुबेरनेट्स क्लस्टर का मस्तिष्क है। यह क्लस्टर की वांछित स्थिति को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार है। कंट्रोल प्लेन में निम्नलिखित घटक शामिल हैं:
- **kube-apiserver:** यह कुबेरनेट्स API को उजागर करता है। यह सभी नियंत्रण प्लेन घटकों के बीच संचार का केंद्र बिंदु है और उपयोगकर्ताओं, कमांड-लाइन इंटरफेस (CLI) और अन्य सेवाओं से अनुरोध प्राप्त करता है। कुबेरनेट्स API क्लस्टर को प्रबंधित करने के लिए एक शक्तिशाली तरीका प्रदान करता है।
- **etcd:** यह क्लस्टर की सभी कॉन्फ़िगरेशन डेटा को संग्रहीत करने वाला एक वितरित, विश्वसनीय कुंजी-मूल्य स्टोर है। etcd कुबेरनेट्स क्लस्टर की रीढ़ की हड्डी है, और इसकी विश्वसनीयता महत्वपूर्ण है। वितरित डेटाबेस etcd के संचालन के लिए आवश्यक है।
- **kube-scheduler:** यह उन नोड्स पर पॉड्स को शेड्यूल करने के लिए जिम्मेदार है जो संसाधनों की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं और उपलब्धता सुनिश्चित करते हैं। शेड्यूलिंग एल्गोरिदम kube-scheduler के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं।
- **kube-controller-manager:** यह विभिन्न प्रकार के कंट्रोलर चलाता है जो क्लस्टर की स्थिति को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार होते हैं। उदाहरण के लिए, नोड कंट्रोलर नोड्स की निगरानी करता है, और रेप्लिकेशन कंट्रोलर यह सुनिश्चित करता है कि पॉड्स की वांछित संख्या चल रही है। कंट्रोलर पैटर्न कुबेरनेट्स में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
- **cloud-controller-manager:** यह क्लाउड-विशिष्ट कंट्रोलर चलाता है जो क्लाउड प्रदाताओं के साथ इंटरैक्ट करते हैं। यह लोड बैलेंसर, स्टोरेज वॉल्यूम और अन्य क्लाउड संसाधनों को प्रबंधित करने के लिए जिम्मेदार है। क्लाउड कंप्यूटिंग कुबेरनेट्स के लिए एक महत्वपूर्ण आधार है।
नोड्स
नोड्स वे मशीनें हैं जहां आपके कंटेनराइज्ड एप्लिकेशन वास्तव में चलते हैं। प्रत्येक नोड में निम्नलिखित घटक शामिल हैं:
- **kubelet:** यह एजेंट है जो प्रत्येक नोड पर चलता है और यह सुनिश्चित करता है कि कंटेनर चल रहे हैं और स्वस्थ हैं। यह कंट्रोल प्लेन से निर्देश प्राप्त करता है और उन निर्देशों का पालन करता है। एजेंट-आधारित आर्किटेक्चर kubelet के संचालन का आधार है।
- **kube-proxy:** यह नेटवर्क प्रॉक्सी है जो प्रत्येक नोड पर चलता है और क्लस्टर के अंदर और बाहर नेटवर्क ट्रैफ़िक को रूट करता है। यह सर्विस डिस्कवरी और लोड बैलेंसिंग को सक्षम बनाता है। नेटवर्क प्रॉक्सी कुबेरनेट्स में नेटवर्क कनेक्टिविटी के लिए आवश्यक है।
- **कंटेनर रनटाइम:** यह कंटेनरों को चलाने के लिए जिम्मेदार सॉफ्टवेयर है। डॉकर सबसे आम कंटेनर रनटाइम है, लेकिन अन्य विकल्प भी उपलब्ध हैं, जैसे कंटेनरडी और CRI-O। कंटेनर रनटाइम इंटरफेस (CRI) कुबेरनेट्स को विभिन्न कंटेनर रनटाइम के साथ इंटरऑपरेट करने की अनुमति देता है।
कुबेरनेट्स ऑब्जेक्ट्स
कुबेरनेट्स में, सभी संसाधनों को ऑब्जेक्ट के रूप में दर्शाया जाता है। कुछ महत्वपूर्ण कुबेरनेट्स ऑब्जेक्ट्स में शामिल हैं:
- **पॉड (Pod):** यह कुबेरनेट्स में डिप्लॉयमेंट की सबसे छोटी इकाई है। इसमें एक या अधिक कंटेनर शामिल हो सकते हैं जो एक साथ चलते हैं और एक ही नेटवर्क नेमस्पेस और स्टोरेज वॉल्यूम साझा करते हैं। पॉड लाइफसाइकिल को समझना महत्वपूर्ण है।
- **सर्विस (Service):** यह पॉड्स के एक सेट को एक स्थिर IP एड्रेस और DNS नाम प्रदान करता है। यह पॉड्स को एक-दूसरे और बाहरी दुनिया के लिए सुलभ बनाता है। सर्विस डिस्कवरी कुबेरनेट्स में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है।
- **डिप्लॉयमेंट (Deployment):** यह पॉड्स की एक वांछित स्थिति को परिभाषित करता है। यह पॉड्स को रोलिंग अपडेट, रोलबैक और स्केलिंग को सक्षम बनाता है। रोलिंग डिप्लॉयमेंट एक सामान्य डिप्लॉयमेंट रणनीति है।
- **नेमस्पेस (Namespace):** यह क्लस्टर के भीतर संसाधनों को अलग करने का एक तरीका है। यह विभिन्न टीमों या परियोजनाओं को एक ही क्लस्टर साझा करने की अनुमति देता है। नेमस्पेस प्रबंधन कुबेरनेट्स में एक महत्वपूर्ण कार्य है।
- **कॉन्फिगमैप (ConfigMap) और सीक्रेट (Secret):** ये कॉन्फ़िगरेशन डेटा और संवेदनशील जानकारी को संग्रहीत करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। कॉन्फ़िगरेशन प्रबंधन कुबेरनेट्स में महत्वपूर्ण है।
कुबेरनेट्स नेटवर्किंग
कुबेरनेट्स नेटवर्किंग एक जटिल विषय है, लेकिन यह कुबेरनेट्स के कामकाज के लिए आवश्यक है। कुबेरनेट्स नेटवर्किंग में निम्नलिखित अवधारणाएं शामिल हैं:
- **पॉड नेटवर्किंग:** पॉड्स को एक दूसरे के साथ संवाद करने में सक्षम होना चाहिए। कुबेरनेट्स नेटवर्क प्लगइन का उपयोग करके यह सुनिश्चित करता है कि पॉड्स के बीच नेटवर्क कनेक्टिविटी स्थापित हो। कंटेनर नेटवर्किंग इंटरफेस (CNI) कुबेरनेट्स नेटवर्किंग के लिए एक मानक है।
- **सर्विस नेटवर्किंग:** सर्विस पॉड्स को एक स्थिर IP एड्रेस और DNS नाम प्रदान करती है। कुबेरनेट्स kube-proxy का उपयोग करके सर्विस नेटवर्किंग को सक्षम बनाता है। लोड बैलेंसिंग सर्विस नेटवर्किंग का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।
- **इनग्रेस (Ingress):** इनग्रेस बाहरी ट्रैफ़िक को क्लस्टर के अंदर सर्विसेज तक रूट करने का एक तरीका है। यह HTTP और HTTPS ट्रैफ़िक के लिए लोड बैलेंसिंग और SSL/TLS समाप्ति प्रदान करता है। इनग्रेस कंट्रोलर इनग्रेस नियमों को लागू करता है।
कुबेरनेट्स सुरक्षा
कुबेरनेट्स सुरक्षा एक महत्वपूर्ण विचार है। कुबेरनेट्स में सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए कई चीजें की जा सकती हैं, जिनमें शामिल हैं:
- **नेटवर्क नीतियां (Network Policies):** नेटवर्क नीतियां पॉड्स के बीच नेटवर्क ट्रैफ़िक को नियंत्रित करने का एक तरीका हैं। नेटवर्क सुरक्षा कुबेरनेट्स में महत्वपूर्ण है।
- **रोल-आधारित एक्सेस कंट्रोल (RBAC):** RBAC उपयोगकर्ताओं को क्लस्टर संसाधनों तक पहुंचने की अनुमति को नियंत्रित करने का एक तरीका है। एक्सेस नियंत्रण कुबेरनेट्स में महत्वपूर्ण है।
- **सीक्रेट प्रबंधन (Secret Management):** सीक्रेट प्रबंधन संवेदनशील जानकारी को सुरक्षित रूप से संग्रहीत और प्रबंधित करने का एक तरीका है। सुरक्षित कॉन्फ़िगरेशन कुबेरनेट्स में महत्वपूर्ण है।
कुबेरनेट्स का उपयोग कैसे करें
कुबेरनेट्स का उपयोग करने के कई तरीके हैं:
- **मिनिक्यूब (Minikube):** यह एक सिंगल-नोड कुबेरनेट्स क्लस्टर है जिसे स्थानीय मशीन पर चलाया जा सकता है। डेवलपमेंट वातावरण के लिए उपयुक्त।
- **किंडर (Kind):** यह डॉकर कंटेनर का उपयोग करके कुबेरनेट्स क्लस्टर बनाने का एक उपकरण है। परीक्षण वातावरण के लिए उपयुक्त।
- **क्लाउड-आधारित कुबेरनेट्स सेवाएं:** कई क्लाउड प्रदाता, जैसे अमेज़ॅन वेब सर्विसेज (AWS), गूगल क्लाउड प्लेटफ़ॉर्म (GCP) और माइक्रोसॉफ्ट एज़ूर, प्रबंधित कुबेरनेट्स सेवाएं प्रदान करते हैं। प्रबंधित सेवाएं परिचालन बोझ को कम करती हैं।
निष्कर्ष
कुबेरनेट्स एक शक्तिशाली कंटेनर ऑर्केस्ट्रेशन प्लेटफॉर्म है जो आधुनिक एप्लिकेशन डेवलपमेंट और डिप्लॉयमेंट को सरल बनाता है। यह लेख कुबेरनेट्स आर्किटेक्चर का एक विस्तृत अवलोकन प्रदान करता है, जो शुरुआती लोगों के लिए उपयुक्त है। कुबेरनेट्स के मुख्य घटकों, कार्यप्रणाली और कुछ महत्वपूर्ण अवधारणाओं को समझने से, आप इस तकनीक का प्रभावी ढंग से उपयोग करना शुरू कर सकते हैं। कुबेरनेट्स दस्तावेज़ीकरण में अधिक जानकारी उपलब्ध है।
संबंधित विषय:
- डॉकर
- माइक्रोसर्विस आर्किटेक्चर
- कंटेनराइजेशन
- क्लाउड कंप्यूटिंग
- वितरित सिस्टम
- कंटेनर रनटाइम इंटरफेस
- कुबेरनेट्स API
- रोलिंग डिप्लॉयमेंट
- सर्विस डिस्कवरी
- नेटवर्क सुरक्षा
- एक्सेस नियंत्रण
- सुरक्षित कॉन्फ़िगरेशन
- वितरित डेटाबेस
- एजेंट-आधारित आर्किटेक्चर
- नेटवर्क प्रॉक्सी
- कंट्रोलर पैटर्न
- पॉड लाइफसाइकिल
- कंटेनर नेटवर्किंग इंटरफेस
- इनग्रेस कंट्रोलर
बाइनरी ऑप्शन से संबंधित लिंक (जानकारी के लिए, कुबेरनेट्स के संदर्भ में इनका प्रत्यक्ष संबंध नहीं है):
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