類推を使ってKubernetesを10分で説明します

Kubernetes コンテナ オーケストレーション システムの背後にある概念は理解しにくい場合があります。 Kubernetes の仕組みを理解しやすくするために、家の部屋を貸し出すという簡単な例え話をします。

自宅の部屋を貸し出す方法

10 部屋の家を所有していると想像してください。 3 つの部屋をオンライン宿泊サービスを通じて貸し出したいと考えています。選択肢は 2 つあります。広告を掲載してすべてを自分で管理するか、誰かを雇って代わりに管理してもらうかです。

面倒な手続きを省くために、レンタル業者を雇って対応してもらうことにしました。エージェントとの契約書には次のように記載されています。

• ——常時、ゲストに貸し出せる部屋が 3 つあるはずです。
• ——各部屋にベッドが2つあります。
• ——ゲストが予約するたびに、適切なタイミングでゲストに鍵を渡す必要があります。
• ——ゲストが退室するたびに部屋を掃除する必要があります。
• - 予約リクエストが多すぎる場合（例：休日）は、利用可能な部屋を 3 室から 10 室に増やすことができます。

それでおしまい！何も心配する必要はありません。必要に応じて、随時エージェントに電話で連絡することができます。

リースの管理方法

代理店はお客様のニーズを満たすために従業員を雇用します。 3 人の従業員が 3 つの部屋を管理しているとします。部屋 1 が予約されると、従業員 1 は部屋が良好な状態であることを確認し、鍵を提供し、清掃サービスなどを行います。

ベッドはゲストが一晩滞在するための最低限の要件であるため、最も基本的なものです。

エージェントはスタッフ、部屋、ベッド、予約などに関するすべての情報をノートに記録します。エージェントは従業員の休暇時間も記録し、従業員が病気や休暇の場合には別の従業員を部屋に割り当てることができます。エージェントは必要に応じて電話を使用して従業員に連絡します。

ゲストがオンラインで部屋を予約すると、その予約は従業員に転送され、従業員が部屋の準備を確認します。ゲストは来て、鍵を受け取り、夜はベッドで眠り、帰るときに部屋を掃除し、そのサイクルを繰り返します。

これは単純に聞こえますが、Kubernetes とどのような関係があるのでしょうか?

Kubernetesとの類似点

Kubernetes がアプリケーションに対して行うのと同様に、他の従業員に対して機能するエージェントを採用することで自動化を実現します。仕組みは次のとおりです。

あなたがアプリケーション開発者だと仮定します。同様に、賃貸住宅における最も基本的なエンティティはベッドであり、アプリケーション（ユーザーのニーズを満たす最も基本的なエンティティ）はコンテナ内で実行されます。アプリケーションの「部屋」はポッドと呼ばれ、アプリケーションが実行される場所です。

ノードまたはワーカーは、基本的にポッドを実行するマシンです。

代理店のスタッフは部屋が完全に機能していることを確認します。 Kubernetes には従業員はいません。kubelet が存在します。 kubelet はノード内のエージェントであり、そのノード内で実行されているポッドが正常であることを確認します。

リース エージェントは、Kubernetes の kube-scheduler と kube-controller マネージャーの 2 つに対応します。エージェントがどの部屋をどの従業員に割り当てるかを決定するのと同じように、kube-scheduler は利用可能なリソースとその需要に基づいて、どのポッドをどのノードで実行するかを決定します。ノードはマシンであり、ポッドはノード内で実行されることに注意してください。従業員が勤務時間外になったときにエージェントがどうするかを決定するのと同じように、kube-controller マネージャーは、ノードがダウンしたり、マシンが何らかの理由で動作を停止したりしたときにどうするかを決定します。

エージェントのノートブックには、借りられている部屋数、空いているベッド数、どの従業員が何を行っているかなどの詳細がすべて記録され、etcd データ ストレージに相当します。ここでデータ ストアを構成します。たとえば、常に 3 つのポッドを実行する必要がある場合などです。

Kubernetes のマスターノードとワーカーノードは、エージェントとワーカーが通信に使用する電話のようなものです。メイン API サーバーはプロキシの電話のようなもので、各ワーカー ノード上の kube プロキシは従業員の電話のようなものです。

API サーバー、etcd、kube コントローラー マネージャー、および kube スケジューラーは、この Kubernetes インスタンスのコントロール センターを形成します。

展開する

ユーザー (ホスト) とエージェント間の契約は、Kubernetes でのデプロイメントに相当します。デプロイメントは、実行するポッドの数、必要なリソース (CPU など) などの一連の要件で構成されます。Kubernetes は、人間の介入なしにこれらの要件が満たされることを保証します。

契約書の追加条項を覚えていますか?予約ゲストが多すぎる場合はどうなりますか?これは Kubernetes の自動スケーリングに相当します。つまり、Kubernetes はサービスを拡張でき、アプリケーションのユーザーが増えるにつれてより多くのポッドを提供できます。これは、予約しようとするゲストが増えるにつれてより多くの部屋を提供できるのと同じです。予約を 10 部屋以上に拡張できないのと同様に、ポッドを自由に追加し続けることはできないため、自動スケーリングの上限を設定することをお勧めします。