Pokročilejší správa Kubernettes

... aneb co je vetsinou vyzadovano ---

1. Nasazení a správa clusterů

• Instalace a konfigurace Kubernetes clusteru: Znalost různých způsobů instalace Kubernetes (např. kubeadm, kops, managed Kubernetes služby jako Google Kubernetes Engine, Amazon EKS, Azure AKS).
• Správa a škálování: Schopnost efektivně spravovat a škálovat Kubernetes clustery, včetně přidávání a odstraňování uzlů.

1a. Nasazení a správa clusterů - detailneji

• Instalace a konfigurace Kubernetes clusteru:
  • kubeadm Použití kubeadm pro rychlé a jednoduché nasazení Kubernetes clusteru na vlastních serverech.
  • Kops: Využití kops pro správu Kubernetes clusterů na cloudových platformách, jako je AWS.
  • Managed Kubernetes služby:
    • Google Kubernetes Engine (GKE): Snadné nasazení a správa clusterů na Googlu s automatickým škálováním.
    • Amazon EKS: Plně spravovaná Kubernetes služba pro AWS, která zjednodušuje nasazení a integraci s AWS službami.
    • Azure AKS: Managed Kubernetes služba od Microsoftu, která nabízí jednoduchou správu a integraci s Azure.
• Správa a škálování:
  • Efektivní správa: Schopnost monitorovat a spravovat Kubernetes clustery pomocí nástrojů jako kubectl a dashboard.
  • Škálování: Dynamické přidávání a odstraňování uzlů podle aktuální zátěže aplikací a dostupnosti zdrojů.
  • Node Pools: Vytváření různých skupin uzlů pro specifické úkoly, jako jsou výpočetní nebo úložné úkoly.

2. Práce s Kubernetes objekty

• Pody a kontejnery: Vytváření a správa podů, deploymentů a dalších základních objektů Kubernetes.
• Služby a networking: Konfigurace služeb pro expozici aplikací v clusteru a mezi clustery, pochopení networking modelu Kubernetes.
• Persistentní úložiště: Znalost práce s persistentními volumes a persistent volume claims.

2a. Práce s Kubernetes objekty detailneji

• Pody a kontejnery:
  • Vytváření a správa podů: Pody jsou základními jednotkami nasazení, které obsahují kontejnery.
  • Správa deploymentů: Použití deploymentů pro zajištění vysoké dostupnosti a snadnou aktualizaci aplikací.
  • Verzování: Schopnost spravovat různé verze aplikací pomocí rolloutů a rollbacků.
• Služby a networking:
  • Konfigurace služeb: Vytváření služeb pro expozici aplikací běžících v pody.
  • Typy služeb: Rozumění různým typům služeb (ClusterIP, NodePort, LoadBalancer) a jejich použití.
  • Networking model: Pochopení, jak Kubernetes zajišťuje komunikaci mezi pody a službami.
• Persistentní úložiště:
  • Persistentní volumes: Vytváření a správa persistentních volumes pro trvalé ukládání dat.
  • Persistent volume claims: Používání persistent volume claims pro přístup k persistentním volumes aplikací.
  • Integrace s externími úložišti: Schopnost integrovat Kubernetes s různými externími úložišti (např. NFS, cloud storage).

3. Pokročilá konfigurace a optimalizace

• Helm: Použití Helm chartů pro správu a nasazení komplexních aplikací.
• ConfigMaps a Secrets: Správa konfigurací a tajných informací v Kubernetes.
• Pod affinity/anti-affinity a tainty/tolerations: Optimalizace umístění podů na uzlech.

3a.Pokročilá konfigurace a optimalizace - Detailneji

• Helm:
  • Použití Helm chartů: Vytváření a správa aplikací pomocí Helm chartů pro usnadnění nasazení komplexních aplikací.
  • Správa verzí: Možnost spravovat různé verze aplikací a snadno je aktualizovat nebo vracet zpět.
  • Komunity a repozitáře: Využívání veřejných a soukromých Helm repozitářů pro opětovné použití existujících chartů.
• ConfigMaps a Secrets:
  • Správa konfigurací: Ukládání konfiguračních dat pomocí ConfigMaps pro snadnou změnu bez nutnosti restartu podů.
  • Tajné informace: Používání Secrets k bezpečnému ukládání citlivých dat, jako jsou hesla a API klíče.
  • Integrace: Integrace ConfigMaps a Secrets do aplikací pomocí environmentálních proměnných nebo montování jako souborů.
• Pod affinity/anti-affinity a tainty/tolerations:
  • Pod affinity: Umožňuje umístění podů na stejných uzlech pro zvýšení výkonu a efektivity.
  • Pod anti-affinity: Opačný přístup, který zajišťuje, že určité pody nebudou umístěny na stejných uzlech.
  • Taints a tolerations: Umožňuje specifikovat, které pody mohou běžet na uzlech se speciálními vlastnostmi a omezeními.

4. Monitoring a logování

• Monitoring: Implementace a používání nástrojů pro monitoring (např. Prometheus, Grafana) a analýzu výkonu Kubernetes clusteru.
• Logování: Nastavení a správa logování pomocí nástrojů jako EFK stack (Elasticsearch, Fluentd, Kibana).

4a. Monitoring a logování Detailneji

• Monitoring:
  • Implementace monitoringu: Nasazení monitoring nástrojů, jako je Prometheus, pro sledování výkonu a stavu clusteru.
  • Grafana: Vytváření a správa dashboardů pomocí Grafana pro vizualizaci metrik a výkonu aplikací.
  • Alerting: Nastavení alertů pro upozornění na neobvyklé události nebo výpadky aplikací a clusteru.
  • Node Exporter: Použití Node Exporter pro shromažďování metrik o uzlech a infrastruktuře.
• Logování:
  • Centralizace logů: Nastavení centralizovaného logování pomocí EFK stacku (Elasticsearch, Fluentd, Kibana).
  • Fluentd: Použití Fluentd pro sběr a agregaci logů z různých zdrojů v Kubernetes.
  • Elasticsearch: Uložení logů v Elasticsearch pro efektivní vyhledávání a analýzu.
  • Kibana: Vytváření vizualizací a dashboardů pro analýzu logů a monitorování stavu aplikací.

5a. Bezpečnost detailneji

• RBAC (Role-Based Access Control): Konfigurace a správa přístupových práv v Kubernetes.
• Network policies: Definování a správa network policies pro zajištění bezpečnosti komunikace mezi pody.

5. Bezpečnost - Detailneji

• RBAC (Role-Based Access Control):
  • Konfigurace RBAC: Nastavení rolí a pravidel pro řízení přístupu k různým Kubernetes zdrojům.
  • Role a ClusterRole: Vytváření rolí pro specifické namespace nebo clusterové zdroje.
  • Binding: Přiřazení rolí uživatelům nebo skupinám pomocí RoleBindings a ClusterRoleBindings.
• Network Policies:
  • Definice network policies: Umožnění nebo zamezení komunikace mezi pody na základě specifikovaných pravidel.
  • Security Contexts: Definice kontextu zabezpečení pro pody a kontejnery pro zvýšení úrovně ochrany.
  • Izolace: Vytváření izolovaných sítí pro různé aplikace a mikroservisy pomocí network policies.
• Pod Security Policies:
  • Definice bezpečnostních politik: Stanovení pravidel pro to, jaké podmínky musí splnit pody při nasazení.
  • Kontrola uživatelských práv: Zajištění, že pody nemohou používat nebezpečné možnosti, jako je root uživatel nebo neomezené privileged režimy.
• Secrets Management:
  • Ukládání tajných dat: Bezpečné ukládání citlivých informací, jako jsou hesla a API klíče pomocí Kubernetes Secrets.
  • Šifrování: Použití šifrování pro zabezpečení tajných dat při ukládání a přenosu.
• Audit a monitoring bezpečnosti:
  • Audit logs: Aktivace auditování pro sledování změn a událostí v clusteru pro zajištění bezpečnosti.
  • Monitoring: Implementace monitorovacích nástrojů pro sledování neobvyklých aktivit a potenciálních hrozeb.

6. Automatizace a CI/CD

• CI/CD pipelines: Integrace Kubernetes s CI/CD nástroji jako Jenkins, GitLab CI/CD, CircleCI pro automatizaci nasazení aplikací.
• Operators: Vytváření a používání Kubernetes Operators pro automatizaci správy aplikací.

6a. Automatizace a CI/CD detailneji

• CI/CD pipelines:
  • Integrace s CI/CD nástroji: Použití nástrojů jako Jenkins, GitLab CI/CD, CircleCI pro automatizaci nasazení aplikací.
  • Pipeline konfigurace: Vytváření pipeline pro automatické testování, sestavování a nasazení aplikací do Kubernetes.
  • Triggery: Nastavení triggerů pro spuštění pipeline na základě změn v repozitáři nebo na základě plánovaných událostí.
• Operators:
  • Vytváření Operators: Použití Kubernetes Operators pro automatizaci správy aplikací a jejich životního cyklu.
  • Custom Resource Definitions (CRD): Definice vlastních typů zdrojů pro specifické aplikace a jejich správu.
  • Automatizace procesů: Automatizace opakovaných úloh, jako je škálování, zálohování nebo aktualizace aplikací.
• GitOps:
  • Filozofie GitOps: Správa infrastruktury a aplikací pomocí Git.
  • Nástroje pro GitOps: Použití nástrojů jako ArgoCD nebo Flux pro synchronizaci stavu clusteru s konfigurací uloženou v Git repozitáři.
  • Automatizované nasazení: Automatické nasazení změn aplikací na základě commitů v Git repozitáři.
• Monitoring a logging v CI/CD:
  • Integrace monitoringu: Zajištění, aby CI/CD pipeline zahrnovala monitorovací kroky pro ověření úspěšného nasazení.
  • Logování: Sběr logů během procesu CI/CD pro analýzu a diagnostiku případných problémů.

7. Troubleshooting a optimalizace

• Diagnostika problémů: Schopnost efektivně diagnostikovat a řešit problémy v Kubernetes clusterech.
• Optimalizace výkonu: Optimalizace resource requests a limits, pochopení auto-scaling mechanizmů (Horizontal Pod Autoscaler, Vertical Pod Autoscaler).

7a. Troubleshooting a optimalizace detailneji

• Diagnostika problémů:
  • Identifikace problémů: Schopnost rychle identifikovat příčiny problémů v Kubernetes clusterech pomocí nástrojů jako `kubectl`.
  • Logy: Analyzování logů podů a služeb pro odhalení chyb a problémů s výkonem.
  • Prozkoumání stavu podů: Použití příkazů jako `kubectl describe pod` pro získání detailních informací o stavu podů.
  • Monitoring zdraví: Kontrola zdravotních stavů služeb a podů pomocí readiness a liveness probes.
• Optimalizace výkonu:
  • Resource requests a limits: Správné nastavení resource requests a limits pro optimalizaci využití zdrojů v clusteru.
  • Horizontal Pod Autoscaler: Implementace HPA pro automatické škálování podů na základě aktuální zátěže.
  • Vertical Pod Autoscaler: Použití VPA pro automatické úpravy resource requests a limits podle aktuálního využití.
  • Optimalizace konfigurace: Pravidelné revize a optimalizace konfigurací aplikací a clusteru pro zajištění maximální efektivity.
• Diagnostika sítě:
  • Kontrola network policies: Ověření nastavení network policies pro identifikaci problémů s komunikací mezi pody.
  • Debugging síťových problémů: Použití nástrojů jako `kubectl exec` pro testování connectivity a troubleshootování síťových problémů.
• Optimalizace architektury:
  • Microservices: Analýza a optimalizace architektury mikroservis pro zvýšení výkonu a škálovatelnosti aplikací.
  • Service Mesh: Implementace service mesh (např. Istio) pro lepší správu a optimalizaci komunikace mezi mikroservisy.

Příklady praktického použití

• Nasazení microservices architektury: Používání Kubernetes pro nasazení a správu microservices.
• DevOps postupy: Integrace Kubernetes do DevOps workflow pro zajištění kontinuální integrace a nasazení.
• Migrace aplikací: Přesun stávajících aplikací do Kubernetes prostředí a optimalizace jejich běhu.

Příklady praktického použití Kubernetes - Detailneji

• Nasazení microservices architektury:
  • Využití Kubernetes pro orchestraci a správu mikroservis aplikací.
  • Škálování jednotlivých mikroservis nezávisle na sobě pro optimalizaci výkonu.
• DevOps postupy:
  • Integrace Kubernetes do DevOps workflow pro zajištění kontinuální integrace a nasazení aplikací.
  • Automatizace nasazení pomocí CI/CD nástrojů, jako jsou Jenkins nebo GitLab CI/CD.
• Migrace aplikací:
  • Přesun stávajících aplikací do Kubernetes prostředí za účelem zlepšení škálovatelnosti a správy.
  • Optimalizace výkonu a dostupnosti aplikací během migrace.
• Hybridní a multi-cloud nasazení:
  • Možnost nasazení aplikací v hybridních nebo multi-cloud prostředích pro zvýšení flexibility a odolnosti.
  • Integrace s různými cloudovými poskytovateli pro rozložení zátěže a zvýšení dostupnosti.
• Testování a vývoj:
  • Vytváření izolovaných prostředí pro testování a vývoj aplikací pomocí Kubernetes namespaces.
  • Rychlé nasazení testovacích a vývojových prostředí pro zajištění agilního vývoje.