Что такое Kubernetes

Kubernetes — это система оркестрации контейнеров, которая автоматизирует развёртывание, масштабирование и управление контейнеризованными приложениями. Проще: вместо ручного запуска контейнеров на серверах вы описываете желаемое состояние (сколько копий, какие ресурсы, сеть, хранилище), а Kubernetes поддерживает это состояние автоматически.

Ключевые концепты и компоненты

• Pod — минимальная единица деплоя: один или несколько тесно связанных контейнеров, которые делят сеть и файловую систему.

• Node — рабочая машина (VM/физический сервер) с kubelet + контейнерным рантаймом.

• Control plane — набор компонентов, управляющих кластером: API-server, etcd (хранилище состояния), scheduler, controller-manager.

• Deployment / ReplicaSet — декларативный объект для управления количеством реплик и обновлениями (rolling updates).

• StatefulSet — для stateful-приложений с сохранением идентичности pod'ов (БД, очереди).

• DaemonSet — запуск одного pod'а на каждой ноде (логирование, мониторинг).

• Job / CronJob — одноразовые и периодические задания.

• Service — абстракция для доступа к набору pod’ов (ClusterIP, NodePort, LoadBalancer).

• Ingress — L7-контроллер для маршрутизации HTTP(S) на сервисы.

• ConfigMap / Secret — конфигурация и секреты, подставляемые в рантайм.

• PersistentVolume / PersistentVolumeClaim и CSI — абстракция и драйверы для постоянного хранения.

• RBAC, NetworkPolicy, Admission Controllers — механизмы безопасности и политики.

Как это работает (вкратце)

Вы пишете YAML/JSON-манифесты, описывающие желаемое состояние. API-server принимает их, сохраняет в etcd. Scheduler решает, на каких нодах запустить pod'ы. Controllers следят, сравнивают текущее с желаемым состоянием и выполняют действия (создают/перезапускают/удаляют pod'ы) — так достигается self-healing.

Возможности и зачем нужен

• Автоматическое масштабирование (HPA, VPA, Cluster Autoscaler).

• Self-healing: перезапуск упавших контейнеров, пересоздание pod'ов при смене нод.

• Декларативные обновления: rolling updates, откат (rollback).

• Service discovery и DNS внутри кластера.

• Сегментация и безопасность: namespaces, network policies, RBAC.

• Extensibility: CRD и Operators позволяют добавить кастомные ресурсы и логику управления.

Экосистема и инструменты

• CLI: kubectl.

• Шаблонизация/управление манифестами: Helm, Kustomize.

• CI/CD: интеграция с ArgoCD, Flux, Jenkins и т. п.

• Мониторинг и логирование: Prometheus, Grafana, ELK, Fluentd.

• Managed Kubernetes (EKS/GKE/AKS) упрощают эксплуатацию control plane.

Когда использовать и когда не стоит

Используйте, если нужны: масштабируемость, автоматизация, микросервисы, portable deployment.
Не стоит (или с осторожностью) если приложение монолитное без контейнеризации, команда не готова оперировать кластером или накладные расходы на управление превышают пользу.

Лучшие практики

• Делайте приложения stateless или выносите состояние в управляемые сервисы.

• Всегда задавайте requests и limits для CPU/RAM.

• Настройте readiness/liveness probes и PodDisruptionBudget.

• Разделяйте окружения через namespaces и сетевые политики.

• Храните манифесты в Git (GitOps), автоматизируйте CI/CD.

• Обеспечьте централизованное логирование, трассировку и резервное копирование PV/etcd.

• Следите за квотами и лимитами (контролируйте cardinality метрик и количество объектов).

Kubernetes даёт мощный набор средств для построения облачно-готовых, отказоустойчивых и легко масштабируемых систем, но требует дисциплины в проектировании приложений и операционной зрелости команды.