Kubernetes kiválasztása a peremhálózati számítási lehetőségnél

Ez a cikk összehasonlítja a Kubernetes-lehetőségek közötti főbb kompromisszumokat a számítás peremhálózatra való kiterjesztéséhez. Ezt az összehasonlítást használva kiválaszthatja a környezetének és követelményeinek leginkább megfelelő megoldást. A cikk az egyes Kubernetes-beállításokkal kapcsolatos alábbi szempontokat ismerteti.

  • Üzemeltetési költség: A Kubernetes-fürtök karbantartásához és üzemeltetéséhez szükséges várható munkaerő-ráfordítás.

  • A konfigurálás egyszerűsége: Az egy Kubernetes-fürt konfigurálásával és üzembe helyezésével járó nehézségek mértéke.

  • Rugalmasság: A Kubernetes-beállítás mennyire támogatja az egyéni konfigurációkat, és mennyire integrálható a meglévő peremhálózati infrastruktúrával.

  • Vegyes csomópont: Annak képessége, hogy Linux- és Windows-csomópontokat egyaránt tartalmazó Kubernetes-fürtöt működtessünk.

Ez a cikk az alábbi feltételezéseket ismerteti.

  • Ön egy fürtüzemeltető, aki fel szeretné mérni a Kubernetes peremhálózati telepítési lehetőségeit, és kezelni szeretné ezeket a fürtöket az Azure-ban.

  • Ismeri a meglévő infrastruktúrát és annak követelményeit, beleértve a tárolást és a hálózatkezelést is.

Ez a cikk segít azonosítani, hogy melyik lehetőség felel meg a legjobban a forgatókönyvnek és a szükséges környezetnek.

Kubernetes-választási lehetőségek egy pillantással

Működési költség Egyszerű konfiguráció Hajlékonyság Vegyes csomópont Összefoglalás
Operációs rendszer nélküli Kubernetes Magas* Nehéz* Magas* Igen Alapszintű Kubernetes-üzembe helyezés bármely infrastruktúrán egy helyen, választható Azure Arc integrációval a hozzáadott képességek érdekében
Kubernetes az Azure Stack Edge Pro-ban Alacsony Egyszerű Alacsony Csak Linux Helyszínen telepített Azure Stack Edge eszközön üzembe helyezett Kubernetes
Azure Kubernetes Service (AKS) -hibrid Alacsony Egyszerű Közepes Igen Azure Local-on üzembe helyezett AKS
AKS Edge Essentials Alacsony Egyszerű Közepes Igen Könnyű Kubernetes PC-osztályon vagy könnyű peremhálózati hardveren Azure Arc felügyelettel

*Az egyszerűség kedvéért ezek az értékek a kubeadm használatára épülnek. Az operációs rendszer nélküli Kubernetes peremhálózaton való futtatásának különböző lehetőségei befolyásolják az ezekben a kategóriákban lévő értékeket.

Operációs rendszer nélküli Kubernetes

A bare-metal Kubernetes egy Kubernetes-fürt közvetlenül fizikai szervereken történő telepítését jelenti. Ez a megközelítés túlmegy a virtualizálás szükségességén.

A Kubernetes az alapoktól konfigurálható olyan eszközökkel, mint a kubeadm bármely mögöttes infrastruktúrán.

A operációs rendszer nélküli Kubernetes-telepítésre vonatkozó legnagyobb korlátozások a szervezet infrastruktúra-követelményei miatt jelentkeznek. A disztribúció, a hálózati felület és a beépülő modul kiválasztásának szabadsága nagyobb összetettséget és magasabb üzemeltetési költséget eredményez. Ez a beállítás azonban a legnagyobb rugalmasságot biztosítja a fürt testreszabásához.

Eset

A peremhálózati helyek gyakran olyan speciális követelményekkel rendelkeznek, amelyeket a jelen cikkben szereplő többi Azure megoldás nem tud teljesíteni. Az operációs rendszer nélküli Kubernetes-telepítés akkor a legjobb, ha nem támogatott meglévő infrastruktúra miatt nem tudja használni a felügyelt szolgáltatásokat, vagy ha a fürtök maximális felügyeletét szeretné elérni.

  • Ez a beállítás nehéz lehet, különösen akkor, ha még csak most ismerkedik a Kubernetes szolgáltatással. Az olyan egyszerűsített Kubernetes-lehetőségek, mint a MicroK8s és a K3s célja, hogy összesimítsa ezt a tanulási görbét.

  • A kezdés előtt alaposan értékelje ki a meglévő infrastruktúrát és integrációs pontokat. Ez az előzetes értékelés segít szűkíteni az életképes lehetőségeket, és azonosítani a nyílt forráskódú eszközök vagy beépülő modulok támogatásának hiányosságait a folyamat korai szakaszában.

  • A fürtjeit csatlakoztathatja az Azure Arc-hoz, így az Azure-ból kezelheti őket a többi erőforrásával együtt. Azure Arc további Azure képességeket is biztosít a fürt számára, például Azure Policy, Azure Monitor és Microsoft Defender for Cloud.

  • A fürtkonfiguráció összetett és nem bonyolult, ezért elengedhetetlen a robusztus folyamatos integrációs és folyamatos üzembe helyezési (CI/CD) stratégia. Figyelemmel kell kísérnie a beépülőmodulok upstream változásait, ellenőriznie kell, hogy ezek a változások nem befolyásolják a klaszter megfelelő működését, és robusztus tesztelést kell fenntartania a klaszter teljes életciklusa alatt.

Eszközhasználati beállítások

Klaszter inicializáló eszközei:

  • kubeadm: Kubernetes-eszköz Kubernetes-fürtök nulláról történő létrehozásához. Kiválóan alkalmas standard számítási erőforrásokhoz, például Linuxhoz vagy Windowshoz.

  • MicroK8s: Megfelelő Kubernetes-disztribúció, amely leegyszerűsíti az adminisztrációt és a konfigurálást. Támogatja az alacsony üzemeltetési megközelítést.

  • K3s: Minősített Kubernetes-disztribúció, amely az eszközök internetes hálózatához (IoT) és a peremhálózati számítástechnikához készült.

Tárolóeszközök:

Hálózati eszközök:

Megfontolások

Működési költség:

  • A fürtöt támogató felügyelt szolgáltatás nélkül a szervezet teljes mértékben felelős a tárolásért, a hálózatkezelésért, a frissítésekért, a megfigyelhetőségért és az alkalmazáskezelésért. Ez a felelősség magas üzemeltetési költséget eredményez.

Egyszerű konfiguráció:

  • A nyílt forráskódú hálózati, tárolási és monitorozási lehetőségek kiértékelése és kiválasztása minden konfigurációs szakaszban jelentős összetettséggel jár. A klaszter konfigurálásához szükséges CI/CD is gondos tervezést igényel, ami a bare-metal Kubernetes konfigurálását jelentősen nehezebbé teszi, mint a felügyelt alternatívákét.

Rugalmasság:

  • A operációs rendszer nélküli Kubernetes nem ír elő szolgáltatói korlátozásokat, ezért korlátlanul választhat nyílt forráskódú eszközöket és beépülő modulokat.

Kubernetes az Azure Stack Edge Pro-n

Azure Stack Edge Pro-eszközök automatikusan üzembe helyeznek egy Kubernetes-fürtöt, beleértve egy elsődleges virtuális gépet (VM) és egy feldolgozó virtuális gépet.

Ezek az eszközök Azure képességeket, például a számítást, a tárolást, a hálózatkezelést és a hardveresen gyorsított gépi tanulást bármilyen peremhálózati helyre elérhetővé teszik. Kubernetes-fürtöket akkor hozhat létre, ha a számítási szerepkör engedélyezve van bármelyik Pro-GPU-, Pro-R- és Mini-R-eszközön. A Kubernetes-fürt frissítéseinek menedzselése az eszközhöz elérhető szabványos frissítések használatával.

Eset

Ez a módszer akkor ideális, ha meglévő Linux IoT-számítási feladatokkal rendelkezik, vagy a peremhálózati gépi tanuláshoz frissíti a számítást. Akkor használja ezt a lehetőséget, ha nincs szüksége részletes vezérlésre a fürtök irányítása felett.

  • A rendszergazdai engedélyek alapértelmezés szerint nem lesznek megadva. A termékcsapattal együttműködve alkalmazhat bizonyos kivételeket, de nehéz a fürt felett részletesebb vezérlést gyakorolni.

  • További költséggel jár, ha nem rendelkezik meglévő Azure Stack Edge-eszközzel. Ismerje meg Azure Stack Edge eszközöket, és ellenőrizze, hogy megfelel-e a számítási követelményeknek.

  • A Calico, a MetalLB és a CoreDNS telepítve van a Kubernetes-hálózatkezeléshez az eszközön.

  • Csak a Linux számítási feladatok támogatottak.

  • A Kubernetes mellett Azure Stack Edge is rendelkezik az IoT-futtatókörnyezettel. A számítási feladatok üzembe helyezhetők a Azure Stack Edge-fürtökön Azure IoT Edge keresztül.

  • Az Azure Stack Edge Pro GPU 2 csomópontos eszközök képesek támogatni a 2 csomópontos, magas rendelkezésre állású (HA) Kubernetes-fürtöket (elsődleges csomópont feladatátvétele).

Megfontolások

Működési költség:

  • Az eszköz beépített támogatása kezeli a klaszterműveleteket, ami alacsonyan tartja az üzemeltetési költségeket, és lehetővé teszi, hogy a csapata a munkaterhelések kezelésére összpontosítson.

Egyszerű konfiguráció:

  • A Kubernetes-klaszter telepítése előre konfigurált, és részletes dokumentáció támogatja. Ezek az erőforrások leegyszerűsítik a konfigurációs folyamat összetettségét a nem fémes Kuberneteshez képest.

Rugalmasság:

  • A fürtkonfiguráció már be van állítva, és a rendszergazdai engedélyek alapértelmezés szerint nem lesznek megadva. Az alapbeállításokon túli testreszabáshoz szükség lehet a termékcsoport bevonására. Mivel a mögöttes infrastruktúrának Azure Stack Edge Pro-eszköznek kell lennie, ez a lehetőség alacsony rugalmasságot igényel.

Hibrid AKS

Az AKS hybrid előre definiált beállításokat és konfigurációkat használ egy vagy több Kubernetes-fürt üzembe helyezéséhez. A Azure Local AKS (23H2+- verzió) a Azure CLI és a Azure portált használja a Azure Arc keresztüli kiépítéshez.

Eset

Ez a megközelítés ideális, ha egyszerű és letisztult módon szeretne hozzáférni egy Microsoft által támogatott fürthöz olyan kompatibilis eszközökön, mint például az Azure Local. A hibrid AKS csökkenti a műveleteket és a konfiguráció összetettségét a rugalmasság rovására a nem fémes Kubernetes-beállításhoz képest.

Azure Local Azure szabályozást is kiterjeszti szuverén környezetekre. A Kubernetes-alapú számítási feladatok kormányzati, védelmi vagy szabályozott iparági adathatárokon belül is működhetnek, miközben továbbra is élvezhetik Azure-igazított szabályzatok és életciklus-felügyelet előnyeit. További információ: Azure Local áttekintés.

Megfontolások

Működési költség:

  • A Microsoft által támogatott fürtök minimálisra csökkentik az üzemeltetési költségeket.

Egyszerű konfiguráció:

  • A Kubernetes-klaszter telepítése előre konfigurált, és részletes dokumentáció támogatja, ami leegyszerűsíti a szükséges konfigurációt a csupaszfémes Kuberneteshez képest.

Rugalmasság:

  • A fürtkonfiguráció be van állítva, de rendszergazdai engedélyeket kap. A mögöttes infrastruktúrának Azure Local (23H2 vagy újabb) kell lennie. Ez a lehetőség rugalmasabb, mint az Azure Stack Edge-en futó Kubernetes, és kevésbé rugalmas, mint a operációs rendszer nélküli Kubernetes.

AKS Edge Essentials

AKS Edge Essentials az AKS helyszíni Kubernetes-implementációja, amelyet könnyű, PC-osztályú vagy korlátozott peremhálózati hardverekhez terveztek. Tartalmaz egy Microsoft által támogatott Kubernetes-platformot, amely kis méretű és egyszerű telepítési tapasztalattal rendelkezik. Ez a kialakítás kiválóan alkalmas IoT-, kiskereskedelmi és ipari peremhálózati forgatókönyvekhez.

AKS Edge Essentials támogatja a Cloud Native Computing Foundation (CNCF)-nek megfelelő Kubernetes-disztribúciót és egy egyszerűsített K3s-disztribúciót is. A fürt minden gépe futtathat egy Linux rendszerű virtuális gépet, egy Windows virtuális gépet, vagy mindkettőt. A hibrid AKS-sel ellentétben AKS Edge Essentials statikus, előre definiált virtuálisgép-konfigurációkat használ, és nem támogatja a dinamikus virtuális gépek létrehozását vagy a fürt életciklusának kezelését, ami alacsonyan tartja az erőforrás-többletterhelést.

Eset

Ez a módszer akkor ideális, ha a Kubernetes-t erőforrás-korlátozott eszközökön, például ipari számítógépeken, értékesítési pontokon vagy IoT-átjárókon kell futtatnia. Akkor használja ezt a lehetőséget, ha a hardver nem felel meg a kiszolgálóosztályú megoldások, például a hibrid AKS követelményeinek.

  • AKS Edge Essentials minimális számítási és memóriakövetelményekkel rendelkezik (4 GB RAM és 2 virtuális processzor), ami pc-osztályú vagy könnyű peremhálózati hardverekhez teszi alkalmassá.

  • Támogatja a linuxos és Windows tárolókat is, amelyek natív Windows alkalmazásokkal párhuzamosan futnak, ami operációs rendszerközi együttműködést biztosít külön Linux felügyeleti sík bevezetése nélkül.

  • A fürtöket csatlakoztathatja az Azure Archoz, hogy központilag kezelhesse őket az Azure Portalról, beleértve az Azure Policyt, az Azure Monitort és a GitOps-alapú alkalmazástelepítéseket.

  • A PowerShell-parancsmagok a telepítést és a fürtlétrehozásokat is kezelik, és támogatják az egy- és többgépes topológiákat.

  • A Microsoft által felügyelt Linux rendszerű virtuálisgép-rendszerkép Azure Linux alapul, és havi biztonsági frissítéseket kap. Microsoft a Kubernetes terjesztési frissítéseit is kezeli.

Megfontolások

Működési költség:

  • Microsoft kezeli a Kubernetes-disztribúciós és virtuálisgép-rendszerképeket, ami csökkenti az üzemeltetési terheket. A fürtfrissítések és biztonsági javítások automatikusan érkeznek.

Egyszerű konfiguráció:

  • A PowerShell-alapú telepítés és az előre konfigurált virtuálisgép-rendszerképek leegyszerűsítik a telepítést a nem fémből készült Kubernetes-környezetekhez képest. A statikus konfigurációs modell csökkenti a fürtkezelés összetettségét.

Rugalmasság:

  • A statikus virtuálisgép-foglalási modell korlátozza a dinamikus skálázást. A testreszabás lehetséges, de a nem fémes Kubernetes-környezetekhez képest korlátozott. A mögöttes infrastruktúrának Windows 10, Windows 11 vagy Windows Server eszköznek kell lennie. Ez a beállítás rugalmasabb, mint a Kubernetes a Azure Stack Edge és összehasonlítható a hibrid AKS-sel a legtöbb élforgatókönyv esetében.

Közreműködők

A Microsoft fenntartja ezt a cikket. A következő közreműködők írták ezt a cikket.

Fő szerzők:

A nem nyilvános LinkedIn-profilok megtekintéséhez jelentkezzen be a LinkedInbe.

Következő lépések

  • Utolsó frissítés időpontja: