Kubernetes исполняется 10 лет: как он руководил облачными вычислениями в течение последнего десятилетия - и что дальше

Если убрать Linux, облако, контейнеры или Kubernetes из технологического ландшафта, мир станет едва узнаваемым. Linux служит основой для всех этих технологий; облако предоставляет доступ к их огромным ресурсам и приложениям; контейнеры обеспечивают среду для этих приложений; а Kubernetes поддерживает гармонию между всеми контейнерами. Уберите любой из этих элементов, и мы окажемся в более примитивной эре технологий.

Kubernetes, в частности, радикально изменил мир облачно-ориентированных вычислений за последнее десятилетие. Отмечая свое 10-летие, Kubernetes является ярким примером силы открытого исходного кода и инноваций. С момента его создания в Google до становления стандартом для оркестрации контейнеров он революционизировал способы развертывания, управления и масштабирования приложений.

И вам не придется просто верить мне на слово. Недавний отчет Pure Storage Голос экспертов по Kubernetes 2024 показал, что «в ближайшие пять лет 80% новых приложений будут созданы на облачно-ориентированных платформах». Лично я удивлен, что этот показатель не выше.

Влияние Kubernetes на вычисления

Kubernetes коренным образом изменил наш подход к вычислениям. Как объяснила мне Лиз Райс, главный специалист по открытому исходному коду в Isovalent, компании, занимающейся сетями, безопасностью и наблюдаемостью на базе eBPF, Kubernetes трансформировал наш подход к сетям и безопасности:

Kubernetes по своей сути динамичен. Поды могут масштабироваться вверх и вниз в зависимости от спроса, а рабочие нагрузки могут планироваться и перераспределяться на разные машины. Поэтому, хотя сетевое взаимодействие между рабочими нагрузками Kubernetes использует IP-пакеты, IP-адреса имеют значение только в краткосрочной перспективе, поскольку они используются и повторно используются для разных рабочих нагрузок в разное время. Это означает, что традиционные сетевые и безопасностные инструменты, которые идентифицируют трафик на основе портов и IP-адресов, больше не достаточны. Нам нужны инструменты, которые отображают временные IP-адреса на значимые идентификаторы Kubernetes, такие как поды, сервисы, пространства имен и узлы.

Давайте оглянемся на последнее десятилетие, чтобы увидеть, с чего начинался Kubernetes, как он сформировал облачно-ориентированный ландшафт и что может ждать нас в будущем.

Зарождение Kubernetes

История Kubernetes начинается в начале 2010-х годов в Google, где инженеры решали проблемы управления крупномасштабными контейнеризированными приложениями. Контейнеры становились все более важными, и решение для их управления было крайне необходимо.

Внутри Google уже хорошо понимали важность организации контейнеров. Google использовал контейнеры задолго до того, как Docker сделал их популярными. Когда инженеры Google Крейг МакЛаки, Джо Беда и Брендан Бёрнс в 2013 году представили идею Урсу Хёльцле, тогдашнему главе технической инфраструктуры Google, он ответил: «Так, дайте-ка я разберусь. Вы хотите создать внешнюю версию планировщика задач Borg. Одного из наших самых важных конкурентных преимуществ. Того, о котором мы даже не говорим публично. И, вдобавок, вы хотите сделать его открытым исходным кодом?»

Да, именно это они и хотели. И в итоге они убедили Хёльцле, что это правильный шаг.

МакЛаки объяснил их логику:

Мы всегда считали, что открытие исходного кода Kubernetes было правильным решением, приносящим множество преимуществ проекту. Во-первых, обратная связь была практически мгновенной — если что-то не работало или работало не совсем так, мы узнавали об этом немедленно. Но самое важное, мы могли работать с множеством отличных инженеров, многие из которых действительно понимали потребности бизнеса, который мог бы выиграть от внедрения контейнеров. Это был замкнутый круг: работа талантливых инженеров вызывала больший интерес к проекту, что, в свою очередь, ускоряло улучшения и использование.

В начале июня 2014 года на первой конференции DockerCon началась «война оркестрации контейнеров». Были представлены Apache Mesos, GearD от Red Hat, Docker Libswarm, Tupperware от Facebook и Kubernetes. Брэд Райдзевски, тогда основатель Drone.io, отметил: «Что я узнал на #dockercon: каждый создает свою собственную платформу оркестрации. Серьезно. Каждый».

Он не ошибся. Вскоре последовало еще больше программ оркестрации.

Даже в те ранние дни я верил, что Kubernetes выйдет победителем. Он был вдохновлен программой управления контейнерами Borg от Google, которая использовалась с 2003 года, что придавало ему уровень зрелости, которого не хватало другим.

Kubernetes быстро набирал популярность. Название «Kubernetes» происходит от греческого слова, означающего «кормчий» или «пилот», символизируя его роль в управлении контейнеризированными приложениями. Логотип Kubernetes — штурвал с семью спицами — отдает дань уважения его наследию Borg и его первоначальному названию Seven of Nine, дружелюбного борга из «Звездного пути», которое было отброшено по причинам, связанным с товарным знаком.

Быстрое принятие и рост сообщества

Открытый исходный код и мощный набор функций Kubernetes сделали его мгновенным хитом среди разработчиков и предприятий. К 2015 году Kubernetes достиг версии 1.0, и Google совместно с Linux Foundation создали Cloud Native Computing Foundation (CNCF), выбрав Kubernetes в качестве базовой технологии. Этот шаг был решающим для формирования активного сообщества вокруг Kubernetes, что привело к быстрому развитию и широкому внедрению.

Хотя другие программы оркестрации контейнеров все еще существуют, в 2017 году Amazon Web Services (AWS) анонсировала Elastic Container Service for Kubernetes (EKS), что стало сигналом доминирования Kubernetes в облачно-ориентированном мире.

Одновременно CNCF поддерживала экосистему Kubernetes. Сегодня сотни облачно-ориентированных программ зависят от Kubernetes. Ни один крупный облачный провайдер не обходится без него. Он стал основной платформой для оркестрации контейнеров.

Трансформация облачно-ориентированной разработки

Влияние Kubernetes на облачно-ориентированную разработку невозможно переоценить. Он представил новую парадигму для развертывания и управления приложениями, позволяя разработчикам сосредотачиваться на написании кода, а не на управлении инфраструктурой. Kubernetes абстрагирует сложности оркестрации контейнеров, предлагая такие функции, как автоматические развертывания и откаты, самовосстановление и горизонтальное масштабирование.

Еще одно значительное преимущество Kubernetes — его портативность. Приложения, развернутые на Kubernetes, могут работать на любом облачном провайдере или локальной инфраструктуре, что делает его идеальным выбором для гибридных и мультиоблачных сред. Эта гибкость изменила правила игры для предприятий, позволяя избегать привязки к одному поставщику и оптимизировать их облачные стратегии.

За годы Kubernetes также породил богатую экосистему инструментов и проектов, расширяющих его возможности. К ним относятся Helm, менеджер пакетов Kubernetes, упрощающий развертывание и управление приложениями, и Prometheus, мощный инструмент мониторинга и оповещения для сред Kubernetes.

Рост Kubernetes также породил новые парадигмы, такие как GitOps, которая использует Git как единый источник истины для декларативного управления инфраструктурой и приложениями.

Будущее Kubernetes

В будущем Kubernetes не показывает признаков замедления. Платформа продолжает развиваться, регулярно добавляются новые функции и улучшения. Сообщество Kubernetes исследует способы упрощения пользовательского опыта, повышения безопасности и улучшения масштабируемости.

Вилле Айкас, сооснователь Chainguard и один из создателей Kubernetes, отметил:

У нас есть огромный ландшафт CNCF, который расцвел, и это замечательно с точки зрения разнообразия инструментов и инфраструктурных опций, которые он предоставляет платформенным командам. Но я думаю, что это также создает множество выборов, которые необходимо сделать для работы с Kubernetes — и этот ландшафт стал огромным. Я всегда считал, что одной из основных причин популярности Kubernetes была простота его API и относительно низкая когнитивная нагрузка для его использования. По мере того как Kubernetes продолжает развиваться, ему нужно каким-то образом сохранить простоту своей ментальной модели и удобство использования своего API.

Балансировка между Kubernetes и парадигмами облачно-ориентированного программирования становится все более сложной.

Шахар Азулай, генеральный директор и сооснователь Groundcover, компании по мониторингу производительности на базе eBPF, отметил:

Kubernetes продемонстрировал свою способность эффективно управлять разнообразными задачами, но его сложность требует значительных усилий по настройке и постоянному обслуживанию. Подобно тому, как Linux превратился в надежную операционную систему, я ожидаю, что Kubernetes превратится в более удобный уровень абстракции. По мере того как принятие Kubernetes продолжает расти спустя десятилетие, потребность в эффективности и оптимизации затрат становится все более важной.

Глядя в будущее, Лиз Райс из Isovalent добавила:

Мы уже видим, как Kubernetes используется в более гибридных средах наряду с устаревшими рабочими нагрузками и на периферийных устройствах. Видение Cilium заключается в том, что разработчику приложений не нужно знать или заботиться о том, где работают сервисы, с которыми он хочет взаимодействовать: подключение и безопасность должны обрабатываться на уровне платформы.

Еще одно захватывающее развитие на горизонте — интеграция Kubernetes с бессерверными вычислениями. Проекты, такие как Kubeless и Fission, привносят бессерверные возможности в Kubernetes, позволяя разработчикам создавать и развертывать функции как услугу (FaaS) поверх существующих кластеров Kubernetes. Это слияние бессерверных технологий и Kubernetes обещает открыть новые возможности для облачно-ориентированных приложений.

Периферийные вычисления и Kubernetes также растут рука об руку. По мере того как все больше устройств и приложений перемещаются на периферию, Kubernetes адаптируется для поддержки периферийных развертываний. Сообщество Kubernetes работает над проектами, такими как KubeEdge, MicroK8s и Red Hat Device Edge, чтобы обеспечить легкие и эффективные кластеры Kubernetes, которые могут работать на периферийных устройствах.

Будущее Kubernetes выглядит светлым. Благодаря продолжающимся инновациям и процветающей экосистеме Kubernetes готов продолжать формировать облачно-ориентированный ландшафт на годы вперед. За еще одно десятилетие Kubernetes, полное инноваций, сотрудничества и совершенства в орodileации контейнеров.