📘 Kubernetes (K8s)

1. Общие сведения

Наименование:
Kubernetes (часто сокращают как K8s)

Описание:
Kubernetes — это открытая платформа для автоматизации развертывания, масштабирования и управления контейнеризованными приложениями. Изначально разработан Google, сейчас поддерживается Cloud Native Computing Foundation (CNCF).

Тип системы:
Система оркестрации контейнеров / Инструмент DevOps
Класс: Container Orchestration Platform

Разработчик:
Google (первоначально), CNCF (с 2015 года)

Год выпуска:
2014 год (официальный релиз)

Лицензия:
Apache License 2.0 (open source)

Сайт: https://kubernetes.io

2. Основные компоненты

Узлы кластера:

Компонент	Описание
Master Node (Control Plane)	Главный узел, управляющий всем кластером
etcd	Распределённое хранилище конфигураций и состояния кластера
API Server	Точка входа для всех операций с кластером
Controller Manager	Контроллеры, следящие за текущим состоянием кластера
Scheduler	Назначает Pod'ы на рабочие узлы
Worker Node	Рабочий узел, где запускаются контейнеры
kubelet	Агент на каждом Worker Node, взаимодействующий с API сервером
kube-proxy	Отвечает за сетевую связь между Pod'ами и сервисами
Container Runtime	Среда выполнения контейнеров (Docker, containerd, CRI-O и др.)

3. Основные понятия

Понятие	Описание
Pod	Наименьшая единица развёртывания; содержит один или несколько контейнеров
Deployment	Описывает желаемое состояние приложения (например, количество реплик)
Service	Предоставляет стабильный IP и DNS для доступа к Pod'ам
Namespace	Логическое разделение ресурсов внутри одного кластера
ConfigMap / Secret	Хранение конфигурационных данных и секретов соответственно
Persistent Volume (PV) / PVC	Механизм хранения данных вне контейнеров
Ingress	Входящие HTTP/HTTPS маршруты, обеспечивают внешний доступ к сервисам
Helm Chart	Упаковка приложений в виде шаблонов для удобного деплоя

4. Примеры использования

Пример Deployment:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.21
        ports:
        - containerPort: 80

Пример Service:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80

Основные команды:

kubectl get pods
kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl describe pod <pod-name>
kubectl config get-contexts
kubectl delete pod <pod-name>
helm install my-app ./my-chart

5. Преимущества использования Kubernetes

✅ Автоматизация управления контейнерами
✅ Масштабируемость – легко добавлять или уменьшать количество инстансов
✅ Высокая доступность – автоматический перезапуск неисправных контейнеров
✅ Поддержка микросервисных архитектур
✅ Интеграция с CI/CD – легко внедряется в pipeline
✅ Поддержка облачных провайдеров – AWS EKS, Azure AKS, GCP GKE и др.
✅ Open Source – активное сообщество, множество плагинов и решений

6. Использование в проектах

Этап	Возможности
Разработка	Запуск тестовых сред локально (Minikube, Kind, Docker Desktop)
Тестирование	Быстрая проверка приложений в разных окружениях
Деплой	Автоматический запуск и обновление сервисов
CI/CD	Интеграция через ArgoCD, Flux, Jenkins X и другие инструменты
Продуктовые среды	Масштабируемый запуск приложений в продакшене
Обучение	Изучение DevOps-процессов, облачных технологий и микросервисов

7. Альтернативы Kubernetes

Инструмент	Особенности
Docker Swarm	Встроенная оркестрация от Docker, проще, но менее функциональна
Nomad (HashiCorp)	Легковесная система оркестрации, подходит для гетерогенных нагрузок
Mesos / Marathon	Подходит для больших распределённых систем, но сложнее в освоении
OpenShift (Red Hat)	Энтерпрайз-решение на основе Kubernetes с дополнительными функциями безопасности и управления

8. Интеграции

Интеграция	Описание
CI/CD (Jenkins, GitLab CI, GitHub Actions)	Автоматизация деплоя в кластер
Helm	Управление пакетами и зависимостями
Prometheus / Grafana	Мониторинг и метрики
Istio / Linkerd	Сервис-меш для микросервисной коммуникации
ArgoCD / Flux	Инструменты GitOps для автоматического синхронизации кластера с кодом
Cloud Providers (AWS, Azure, GCP)	Полностью управляемые решения K8s