Architettura dell'applicazione tradizionale con le VM

Il seguente diagramma mostra un esempio di architettura dell'applicazione tradizionale che si basa sulle VM.

1. L'utente invia una richiesta all'endpoint pubblico dell'applicazione. L'endpoint pubblico viene rappresentato da un servizio del programma di bilanciamento del carico che bilancia il carico del traffico in entrata tra le istanze del server delle applicazioni disponibili.
2. Il programma di bilanciamento del carico seleziona una delle istanze del server delle applicazioni integre che vengono eseguite su una VM e inoltra la richiesta. I file dell'applicazione, come il codice dell'applicazione, i file di configurazione e le dipendenze, sono memorizzati sulla macchina virtuale del server dell'applicazione.
3. L'app server memorizza i dati dell'app in un database MySQL che gira su una macchina virtuale del database.

Architettura inserita in un contenitore

Il seguente diagramma mostra un esempio di architettura moderna di un contenitore che viene eseguita in un cluster Kubernetes.

1. L'utente invia una richiesta all'endpoint pubblico dell'applicazione. L'endpoint pubblico viene rappresentato da un programma di bilanciamento del carico dell'applicazione (ALB) Ingress che bilancia il carico del traffico di rete in entrata tra i pod dell'applicazione nel cluster. L'ALB è una raccolta di regole che consentono il traffico di rete in entrata a un'applicazione esposta pubblicamente.
2. L'ALB inoltra la richiesta a uno dei pod dell'applicazione disponibili nel cluster. I pod dell'applicazione vengono eseguiti sui nodi di lavoro che possono essere una VM o una macchina fisica.
3. I pod dell'applicazione archiviano i dati i volumi persistenti. I volumi persistenti possono essere utilizzati per condividere i dati tra le istanze dell'applicazione o i nodi di lavoro.
4. I pod dell'applicazione archiviano i dati in un servizio database IBM Cloud. Puoi eseguire il tuo database all'interno del cluster Kubernetes, ma l'utilizzo di un DBaaS (database-as-a-service) è in genere più semplice da configurare e fornisce backup e ridimensionamento integrati. Puoi trovare molti tipi di database nel catalogoIBM Cloud.

VM, contenitori e Kubernetes

Kubernetes Service fornisce la capacità di eseguire le applicazioni inserite in un contenitore nei cluster Kubernetes e offre i seguenti strumenti e le seguenti funzioni:

• Esperienza utente intuitiva e strumenti potenti.
• Sicurezza e isolamento integrati per consentire la consegna rapida di applicazioni sicure.
• Servizi cloud che includono le funzionalità cognitive di IBM® Watson™.
• Capacità di gestire risorse cluster dedicate sia per applicazioni stateless che per carichi di lavoro stateful.

Cosa sta facendo IBM per te

Utilizzando i cluster Kubernetes con IBM Cloud Kubernetes Service, usufruisci dei seguenti vantaggi:

• Più data center in cui puoi distribuire i tuoi cluster.
• Supporto per le opzioni di rete ingress e del programma di bilanciamento del carico.
• Supporto del volume persistente dinamico.
• Master Kubernetes gestiti da IBM altamente disponibili.

Archiviazione dati non persistente

I contenitori e i pod sono, come progettati, di breve durata e possono avere un malfunzionamento imprevisto. Puoi archiviare i dati nel file system locale di un contenitore. I dati all'interno di un contenitore non possono essere condivisi con altri contenitori o pod e vengono persi quando il contenitore ha un arresto anomalo o viene rimosso.

Apprendi come creare l'archiviazione dati persistente per la tua applicazione

È possibile persistere i dati dell'applicazione e i dati del contenitore su uno storage di file NFS o su uno storage a blocchi utilizzando i volumi persistenti nativi Kubernetes.

Per eseguire il provisioning di un'archiviazione file NFS o di un'archiviazione blocchi, devi richiedere l'archiviazione per il tuo pod creando un'attestazione del volume persistente (PVC o persistent volume claim). Nel PVC è possibile scegliere tra classi di archiviazione predefinite che definiscono il tipo di archiviazione, la capacità di archiviazione in gigabyte, gli IOPS, i criteri di conservazione dei dati e le autorizzazioni di lettura e scrittura per l'archiviazione. Una PVC esegue, in modo dinamico, il provisioning di un volume persistente che rappresenta il dispositivo di archiviazione effettivo in IBM Cloud. Puoi montare la PVC nel tuo pod per leggere e scrivere nel volume persistente. I dati archiviati nei volumi persistenti sono disponibili anche se il contenitore si arresta in modo anomalo o il pod viene ripianificato. L'archiviazione di file NFS e l'archiviazione a blocchi che supporta il PV sono clusterizzate da IBM per garantire un'elevata disponibilità dei dati.

Per informazioni su come creare una PVC, segui i passi inclusi nella documentazione dell'archiviazione del Kubernetes Service.

Apprendi come spostare i dati esistenti nell'archiviazione persistente

Per copiare i dati dalla tua macchina locale alla tua archiviazione persistente, devi montare la PVC in un pod. Poi, puoi copiare i dati dalla tua macchina locale a un volume persistente nel tuo pod.

1. Per copiare i dati, occorre innanzitutto creare una configurazione simile a questa:

   kind: Pod
   apiVersion: v1
   metadata:
     name: task-pv-pod
   spec:
     volumes:
       - name: task-pv-storage
         persistentVolumeClaim:
          claimName: mypvc
     containers:
       - name: task-pv-container
         image: nginx
         ports:
           - containerPort: 80
             name: "http-server"
         volumeMounts:
           - mountPath: "/mnt/data"
             name: task-pv-storage
   

2. Poi, per copiare i dati dalla tua macchina locale al pod, utilizza un comando simile a questo:

    kubectl cp <local_filepath>/<filename> <namespace>/<pod>:<pod_filepath>
   

3. Copia i dati da un pod nel tuo cluster alla tua macchina locale:

   kubectl cp <namespace>/<pod>:<pod_filepath>/<filename> <local_filepath>/<filename>
   

Configura i backup per l'archiviazione persistente

Viene eseguito il provisioning delle condivisioni file e dell'archiviazione blocchi nella stessa ubicazione del tuo cluster. L'archiviazione stessa è ospitata sui server organizzati in cluster da IBM per fornire un'elevata disponibilità. Tuttavia, il backup delle condivisioni file e dell'archiviazione blocchi non viene eseguito automaticamente e potrebbero essere inaccessibili in caso di malfunzionamento dell'intera ubicazione. Per proteggere i tuoi dati da perdite o danneggiamenti, puoi configurare backup periodici che puoi utilizzare per ripristinare i tuoi dati quando necessario.

Per ulteriori informazioni, vedere Pianificazione dello stoccaggio opzioni per l'archiviazione di file e blocchi di NFS.

Applica i principi a 12 fattori

L' applicazione a dodici fattori è una metodologia per la creazione di applicazioni native nel cloud. Quando vuoi inserire in un contenitore un'applicazione, sposta questa applicazione nel cloud e orchestrala con Kubernetes, è importante comprendere e applicare alcuni di questi principi. Alcuni di questi principi sono richiesti in IBM Cloud.

Sono necessari i seguenti principi fondamentali:

• Codebase - Tutto il codice sorgente e i file di configurazione vengono tracciati all'interno di un sistema di controllo della versione (ad esempio, un repository GIT), ciò è necessario se stai utilizzando una pipeline DevOps per la distribuzione.
• Build, release, esecuzione - L'applicazione a 12 fattori utilizza una rigida separazione tra le fasi di build (creazione), release (rilascio) ed esecuzione. Ciò può essere automatizzato con una pipeline di fornitura DevOps integrata per creare e verificare l'applicazione prima di distribuirla nel cluster. Controlla l'esercitazione Distribuisci un'applicazione su Kubernetes per informazioni su come configurare un'integrazione continua e una pipeline di fornitura. Copre la configurazione del controllo sorgente, le fasi di compilazione, test e distribuzione e mostra come aggiungere integrazioni come scanner di sicurezza, notifiche e analisi.
• Configurazione - Tutte le informazioni sulla configurazione sono archiviate in variabili di ambiente. Nessuna credenziale del servizio è codificata nel codice dell'applicazione. Per archiviare le credenziali, puoi utilizzare i segreti Kubernetes. Ulteriori informazioni sulle credenziali in seguito.

Archivia le credenziali nei segreti Kubernetes

Non consigliamo mai di archiviare le credenziali all'interno del codice dell'applicazione. Kubernetes fornisce invece i cosiddetti "segreti" che contengono informazioni sensibili, come password, token OAuth o chiavi SSH. I segreti di Kubernetes sono crittografati per impostazione predefinita, il che rende i segreti un'opzione più sicura e flessibile per memorizzare i dati sensibili rispetto alla memorizzazione letterale di tali dati in una definizione di pod o in un'immagine di container.

Un modo per utilizzare i segreti in Kubernetes è fare qualcosa di simile:

1. Crea un file denominato cloud-secrets.txt e memorizza le credenziali del servizio di qualsiasi servizio cloud al suo interno.

   {
       "url": "<SERVICE_URL>",
       "api_key": <API_Key>
   }
   

2. Quindi, creare un segreto Kubernetes eseguendo il comando seguente e verificare che il segreto sia stato creato utilizzando kubectl get secrets dopo aver eseguito il comando seguente:

   kubectl create secret generic cloud-service-secret --from-file=cloud-secrets.txt=./cloud-secrets.txt
   

Apprendi come creare un file deployment.yaml di Kubernetes

Per creare file deployment.yaml di Kubernetes, devi eseguire una procedura simile alla seguente:

1. Creare un file deployment.yaml, ecco un esempio di file YAML di deployment.

2. Nel file deployment.yaml è possibile definire le quote di risorse per i container, per specificare la quantità di CPU e di memoria di cui ogni container ha bisogno per avviarsi correttamente. Se i contenitori hanno quote di risorse specificate, il programma di pianificazione Kubernetes può prendere decisioni migliori sul nodo di lavoro in cui collocare i tuoi pod.

3. Quindi, è possibile utilizzare i seguenti comandi per creare e visualizzare l'installazione client e i servizi creati:

   kubectl create -f <filepath/deployment.yaml>
   kubectl get deployments
   kubectl get services
   kubectl get pods