Panduan Lengkap untuk Mengintegrasikan Docker dengan Kubernetes: Konsep, Contoh, dan Praktik Terbaik

Teknologi kontainer merupakan landasan modernisasi aplikasi. Memungkinkan Anda merangkum aplikasi beserta semua dependensinya ke dalam unit portabel yang dapat berjalan secara seragam di lingkungan apa pun, baik lokal, cloud, maupun hybrid. Kontainer mengisolasi aplikasi dari sistem operasi host dan kontainer lain, menggunakan fitur-fitur yang melekat pada kernel kontainer. Linux seperti namespace dan cgroup. Untuk mempelajari lebih dalam tentang cara mendefinisikan konfigurasi yang dapat diulang, Anda juga dapat memeriksa artikel kami di Apa itu YAML dan bagaimana cara menggunakannya di Kubernetes.

Diantara kelebihannya adalah: isolasi, portabilitas, ringan dan modularitas. Fitur-fitur ini, beserta kemampuan untuk meluncurkan instance dengan cepat dan menjaga konsistensi lingkungan, menjadikannya ideal untuk siklus pengembangan hingga produksi secara penuh. Teknologi kontainer yang populer meliputi Docker, Podman, Kubernetes (sebagai orkestrator), dan CRI-O.

Apa itu Docker? Dasar-Dasar dan Fungsionalitas

Buruh pelabuhan Ini adalah platform kontainerisasi yang paling banyak digunakan, khusus dalam aplikasi pengemasan dan semua dependensinya ke dalam apa yang kita sebut kontainer. Dengan Docker, pengembang dapat memastikan aplikasi mereka berfungsi sama terlepas dari lingkungannya, menghilangkan masalah kesenjangan antara pengembangan dan produksi.

sebuah Gambar Docker Ini adalah templat yang menyertakan sistem operasi, kode sumber, pustaka, dan konfigurasi yang diperlukan. Gambar-gambar ini dibuat melalui Dockerfile, atau secara otomatis dalam beberapa kerangka kerja modern seperti Spring Boot menggunakan plugin tertentu. Ketika dijalankan, gambar menjadi wadah, sebuah instansi ringan dan terisolasi dengan semua yang dibutuhkan untuk menjalankan aplikasi.

Keuntungan Docker: portabilitas, otomatisasi penyebaran, kontrol versi, kecepatan boot, modularitas dan komunitas aktif yang berkontribusi untuk lebih meningkatkan ekosistem.

Kubernetes: Mengorkestrasi Kontainer dalam Skala Besar

Kubernetes, disingkat K8s, adalah orkestrasi kontainer terkemuka. Mengotomatiskan penerapan, pengelolaan, penskalaan, dan pengoperasian aplikasi yang dikontainerisasi. Itu diciptakan oleh Google dan sekarang menjadi proyek sumber terbuka yang dikelola oleh CNCF dan komunitas global.

Tidak seperti Docker, yang menangani kontainerisasi saja, Kubernetes mengelola beberapa kontainer yang tersebar di beberapa node, menyediakan ketersediaan tinggi, skalabilitas, otomatisasi, penyembuhan mandiri, dan penyeimbangan beban.

Sus komponen-komponen kunci termasuk:

• Pod: Unit penyebaran minimum, yang dapat berisi satu atau lebih kontainer yang berbagi jaringan dan penyimpanan.
• Pelayanan: Mereka menyediakan akses yang stabil dan abstrak ke pod, mengelola lalu lintas melalui kebijakan jaringan dan penyeimbangan beban.
• Penerapan: Mereka mengelola siklus hidup pod, memastikan jumlah replika yang diinginkan dipertahankan, dan memfasilitasi peningkatan atau pengembalian.
• ConfigMaps dan Rahasia: Mereka menyimpan konfigurasi dan data sensitif, yang memungkinkan injeksi dinamis ke dalam pod.
• Ruang nama: Mereka memungkinkan klaster dibagi menjadi lingkungan logis untuk mengatur sumber daya dan mengisolasi proyek atau tim.

Perbandingan: Docker Compose vs Kubernetes

Docker Tulis y Kubernetes Mereka memecahkan berbagai kebutuhan yang berbeda, meski saling terkait. Docker Compose menyederhanakan definisi dan pengelolaan aplikasi multi-kontainer di lingkungan lokal atau pengembangan, menggunakan file docker-compose.yml. Memungkinkan Anda meluncurkan beberapa layanan, jaringan, dan volume dengan satu perintah, sehingga memudahkan pengujian dan kolaborasi.

Kubernetes Ia melangkah lebih jauh lagi: ia dirancang untuk penerapan skala besar dalam produksi, mengatur kontainer yang didistribusikan di beberapa node, mengelola ketersediaan tinggi, penskalaan otomatis, penjadwalan ulang pod yang rusak, dan masih banyak lagi. Banyak tim memulai dengan Compose dan bermigrasi ke Kubernetes karena kompleksitas atau kebutuhan untuk skalabilitas meningkat.

Transisi dari Docker Compose ke Kubernetes dengan Kompose

Bagi tim yang sudah memiliki aplikasi yang didefinisikan dalam Docker Compose, migrasi ke Kubernetes mungkin tampak rumit. Di sinilah tempatnya Tulis menjadi pusat perhatian: ini adalah alat lini aksi perintah dirancang untuk mengonversi file secara otomatis docker-compose.yml dalam manifes Kubernetes (YAML), seperti penyebaran y layanan, mempercepat transisi dan mengurangi kesalahan manual.

Proses dengan Kompose sederhana dan terdiri dari empat langkah dasar:

1. instalasi: Unduh biner dari repositori resmi dan letakkan di PATH Anda.
2. Mempersiapkan docker-compose.yml: Tinjau dan perbarui berkas Anda untuk mencerminkan pengaturan yang Anda inginkan (layanan, jaringan, volume, dll.).
3. Konversi: Lari kompose convert untuk menghasilkan manifes Kubernetes.
4. Penyebaran: Utiliza kubectl apply -f untuk membawa sumber daya ke kluster Kubernetes.

Alat ini memungkinkan Anda memanfaatkan pekerjaan sebelumnya di Compose dan mempercepatnya di lingkungan produksi yang lebih canggih.

Integrasi Praktis: Membangun dan Menyebarkan Gambar Docker di Kubernetes

Alur kerja penerapan yang umum melibatkan langkah-langkah berikut:

• Konstruksi gambar: Utiliza alat seperti Dockerfile untuk membangun citra Anda dari kode dan dependensi.
• Pelabelan dan dorong: Unggah gambar ke pendaftaran kontainer seperti Docker Hub, Google Container Registry, atau Azure Container Registry, sehingga Kubernetes dapat mengaksesnya.
• Membuat klaster Kubernetes: Ini dapat dilakukan secara lokal (dengan Minikube atau Docker Desktop), di cloud (GKE, EKS, AKS), atau di tempat.
• Penyebaran: Tentukan manifesto Anda YAML (Deployment, Service, ConfigMap, Secret, dll.) dan menyebarkan aplikasi menggunakan kubectl apply -f.
• Presentasi layanan: Buat a Pelayanan (ClusterIP, NodePort, atau LoadBalancer) untuk membuat pod dapat diakses, baik dari dalam kluster maupun dari luar.
• Pemantauan dan pengujian: Validasi penerapan dengan mengakses titik akhir yang terekspos dan menggunakan alat seperti kubectl get pods untuk memeriksa status penyebaran.

Contoh Lanjutan: Integrasi Aplikasi Spring Boot

Salah satu integrasi yang paling banyak diminta adalah integrasi aplikasi Java dengan Spring Boot. Ada alat seperti Paket Buildpacks dan plugin Maven yang memungkinkan Anda membuat gambar Docker secara otomatis tanpa harus menulis Dockerfile. Cukup berlari ./mvnw spring-boot:build-image -Dspring-boot.build-image.imageName=miapp:latest Gambar yang diperoleh siap untuk dibawa ke produksi, mematuhi praktik terbaik dan memastikan kompatibilitas.

Langkah selanjutnya adalah integrasi dengan ConfigMaps dan Rahasia untuk mengelola konfigurasi di cluster dan memfasilitasi integrasi dengan Docker Tulis dalam lingkungan pengembangan.

Manifes Kubernetes: Penerapan, Layanan, ConfigMap, Rahasia, Namespace

Kubernetes mengelola sumber daya menggunakan file nyata dalam format YAML (atau JSON). Setiap sumber daya memiliki fungsi tertentu dan penting untuk mengetahui struktur dan kegunaannya:

• Penyebaran: Mengelola siklus hidup pod dan mempertahankan jumlah replika yang diinginkan, sekaligus memfasilitasi pemutakhiran tanpa waktu henti.
• Layanan: Memungkinkan akses, penemuan, dan penyeimbangan lalu lintas ke pod.
• Peta Konfigurasi: Menyimpan konfigurasi non-sensitif yang dapat disuntikkan sebagai variabel lingkungan atau dipasang sebagai file.
• Rahasia: Menyimpan data sensitif seperti kata sandi atau sertifikat, dikodekan dalam base64.
• Ruang nama: Segmentasikan dan atur sumber daya dalam klaster untuk manajemen multi-tim atau multi-proyek yang lebih baik.

Untuk integrasi tingkat lanjut, aturan akses ditentukan menggunakan Peran y Pengikatan Peran, memastikan bahwa hanya pengguna atau layanan resmi yang dapat mengubah atau membaca sumber daya tertentu dalam namespace.

Pemeriksaan dan Pemantauan Kesehatan dengan Aktuator Spring Boot

Dalam lingkungan kehidupan nyata, pemantauan itu penting. Spring Boot Actuator, misalnya, mengekspos titik akhir HTTP (/actuator/health, /actuator/ready) yang dapat digunakan oleh Kubernetes untuk menentukan apakah pod siap menerima lalu lintas (pemeriksaan kesiapan) atau jika terjadi kegagalan serius yang memerlukan restart kontainer (penyelidikan keaktifan).

Mengonfigurasi probe ini dalam manifes penyebaran adalah kunci untuk mencapai aplikasi tangguh dan mengelola mandiri yang dapat pulih dari kesalahan tanpa intervensi manual.

Strategi Integrasi Docker untuk Kubernetes

Untuk skenario lanjutan, sering kali Anda menghadapi situasi di mana Anda perlu mengeksekusi Docker di dalam pod, misalnya untuk jalur CI/CD seperti Jenkins. Ada tiga strategi utama:

• Docker di Docker (DinD): Instal Docker Engine di dalam kontainer yang sama. Ini fungsional, tetapi melibatkan risiko keamanan, masalah kompatibilitas penyimpanan, dan tidak direkomendasikan untuk produksi.
• Docker keluar dari Docker (DooD): Aplikasi mengakses daemon Docker pada node host dengan memasang soketnya. Ini meningkatkan kinerja dan menghindari duplikasi daemon, tetapi masih menimbulkan risiko keamanan dan manajemen sumber daya di luar kendali Kubernetes.
• Docker Sidecar: Terapkan kontainer tambahan dalam pod yang berfungsi sebagai Docker Engine dan memaparkan soketnya melalui jaringan lokal, tambahkan plugin otorisasi untuk mengurangi risiko. Meskipun mengurangi beberapa masalah, hal ini tetap memerlukan hak istimewa dan perawatan khusus.

Rekomendasi: Jika memungkinkan, gunakan alat tanpa setan untuk membangun citra, menghindari masalah dan risiko dari solusi sebelumnya.

Menginstal Docker dan Kubernetes: Windows dan Linux

En Windows, cara termudah adalah menggunakan Desktop Docker, yang memungkinkan Anda mengaktifkan Kubernetes sebagai lingkungan pengembangan lokal. Prosesnya adalah:

• Unduh dan instal Docker Desktop dari situs web resmi.
• Aktifkan opsi Kubernetes dalam konfigurasi.
• Gunakan kubectl (terintegrasi) untuk mengelola sumber daya.

Untuk lingkungan produksi, atau ketika kontrol lebih diperlukan, Anda dapat menginstal Minikube atau langsung di mesin virtual atau logam polos.

Di Linux (misalnya Ubuntu 22.04):

• Perbarui sistem dengan sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade.
• Instal Docker dengan sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin.
• Instal Kubernetes dengan menambahkan repositori resmi dan menjalankan sudo apt-get install -y kubeadm.
• Inisialisasi cluster dengan sudo kubeadm init --pod-network-cidr 10.244.0.0/16.
• Konfigurasikan kubectl menyalin file konfigurasi ke $HOME/.kube/config dan menyesuaikan izin.

Artikel terkait:

YAML: Apa itu, bagaimana cara kerjanya, dan untuk apa digunakan

Isaac

Penulis yang bersemangat tentang dunia byte dan teknologi secara umum. Saya suka berbagi ilmu melalui tulisan, dan itulah yang akan saya lakukan di blog ini, menunjukkan kepada Anda semua hal paling menarik tentang gadget, perangkat lunak, perangkat keras, tren teknologi, dan banyak lagi. Tujuan saya adalah membantu Anda menavigasi dunia digital dengan cara yang sederhana dan menghibur.