Kubernetes en önemli 30 kavram listesi ve açıklamaları. Bu kavramları kullanarak, bir microservice spring boot projesini kubernetes üzerinde çalışmasını karmaşık bir senaruo ile anlat.

Kubernetes en önemli 30 kavram listesi

Kubernetes, konteyner orkestrasyonu için yaygın olarak kullanılan güçlü ve karmaşık bir sistemdir. Yeni başlayanlar ve deneyimli kullanıcılar için bile öğrenilmesi gereken çok sayıda kavram bulunmaktadır. İşte Kubernetes ile çalışırken bilinmesi gereken en önemli 30 kavram:

Pod: Kubernetes'te en küçük dağıtım birimi. Bir veya birden fazla konteyner içerebilir.

Service: Pod'lar arası ağ trafiğini yönetmek için kullanılan bir kaynak. Dış dünya ile iletişimi sağlar.

Deployment: Pod'ların nasıl oluşturulacağını ve ölçeklendirileceğini tanımlayan bir yapı.

ReplicaSet: Belirli sayıda pod kopyasının çalıştırılmasını sağlar.

Namespace: Kaynakları gruplamak için kullanılan sanal bir alan.

Node: Kubernetes cluster'ını oluşturan fiziksel veya sanal makineler.

Cluster: Birden çok node'un bir araya gelmesiyle oluşan bir Kubernetes yapılandırması.

Kubelet: Her node üzerinde çalışan ve pod'ların çalıştırılmasından sorumlu olan bir agent.

Kubectl: Kubernetes cluster'ı ile iletişim kurmak için kullanılan komut satırı aracı.

ConfigMap: Uygulama konfigürasyonunu pod'larla paylaşmak için kullanılır.

Secret: Hassas bilgileri (şifre, token) saklamak için kullanılır.

Volume: Kalıcı veri saklama ve yönetme mekanizması.

PersistentVolume (PV): Kalıcı veri depolama alanı.

PersistentVolumeClaim (PVC): PV'lere erişim talep etme mekanizması.

StatefulSet: Sıralı ve benzersiz şekilde kalıcı depolama gerektiren uygulamalar için kullanılır.

DaemonSet: Her node üzerinde bir pod çalıştırmak için kullanılır.

Job: Bir kez çalıştırılacak görevler için kullanılır.

CronJob: Zamanlanmış görevler için kullanılır.

Ingress: Dış ağ trafiğini cluster içindeki servislere yönlendirmek için kullanılır.

Helm: Kubernetes paket yöneticisi, uygulamaları kolayca dağıtmak ve yönetmek için kullanılır.

RBAC (Role-Based Access Control): Kaynaklara erişim kontrolünü yönetmek için kullanılır.

API Server: Kubernetes API'sine erişim sağlar.

Scheduler: Pod'ların hangi node'larda çalıştırılacağını belirler.

Etcd: Tüm cluster verilerini saklayan dağıtık bir anahtar-değer deposu.

Controller Manager: Farklı kontrol döngülerini (örn. ReplicaSet, Deployment) yönetir.

Network Policy: Pod'lar arası ağ trafiğini kontrol etmek için kullanılır.

Custom Resource Definition (CRD): Kubernetes API'sini genişletmek için kullanılır.

Horizontal Pod Autoscaler (HPA): Trafik artışına bağlı olarak pod sayısını otomatik olarak artırır veya azaltır.

Vertical Pod Autoscaler (VPA): Pod'ların kaynak (CPU, bellek) taleplerini otomatik olarak ayarlar.

Service Mesh: Mikroservislerin iletişimini kolaylaştırmak için kullanılan bir ağ katmanı. Örneğin, Istio veya Linkerd.

Bu kavramlar, Kubernetes ekosistemini anlamanın ve etkili bir şekilde kullanmanın temelini oluşturur. Kubernetes hakkında daha fazla bilgi edinmek ve pratik yapmak, bu kavramları daha iyi anlamanıza ve uygulamalarınızı daha etkili bir şekilde yönetmenize yardı

Bu kavramları kullanarak, bir microservice spring boot projesini kubernetes üzerinde çalışmasını karmaşık bir senaruo ile anlat.

Bir mikroservis tabanlı Spring Boot projesini Kubernetes üzerinde çalıştırmak, modern uygulama geliştirme ve dağıtımının çekirdeğini oluşturur. Bu süreci, bir e-ticaret platformu örneği üzerinden adım adım inceleyelim. Bu platform, kullanıcı yönetimi, ürün kataloğu, sipariş yönetimi ve ödeme işlemleri gibi mikroservislerden oluşur. Her bir mikroservis, Spring Boot ile geliştirilmiş ve kendi veritabanı ile bağımsız çalışacak şekilde tasarlanmıştır.

1. Mikroservislerin Hazırlanması ve Konteynerizasyonu

Her bir mikroservis (kullanıcı yönetimi, ürün kataloğu, sipariş yönetimi, ödeme) ayrı bir Spring Boot projesi olarak geliştirilir.

Mikroservislerin her biri için Dockerfile oluşturulur ve servisler konteyner olarak paketlenir.

2. Kubernetes Manifest Dosyalarının Hazırlanması

Her mikroservis için bir Deployment tanımı yapılır. Bu, servisin birden fazla kopyasının (replica) çalıştırılmasını sağlar.

Servisler arası iletişim ve dış dünyaya açılma ihtiyacını karşılamak için her bir mikroservis için bir Service tanımı yapılır. Ingress tanımı ile dış dünyadan gelen istekler uygun servislere yönlendirilir.

ConfigMap ve Secret kullanılarak, uygulama yapılandırmaları ve hassas bilgiler (veritabanı şifreleri vb.) yönetilir.

3. Veritabanlarının Yönetimi

Her mikroservis için ayrı veritabanları kullanılır. StatefulSet veya PersistentVolumeClaim (PVC) kullanarak, veritabanları için kalıcı depolama alanı sağlanır.

4. Dağıtım ve Yönetim

Kubernetes üzerinde, kubectl komut satırı aracı kullanılarak veya CI/CD pipeline'ları aracılığıyla mikroservislerin dağıtımı gerçekleştirilir.

Horizontal Pod Autoscaler (HPA) kullanılarak, sistem yüküne göre mikroservislerin otomatik olarak ölçeklendirilmesi sağlanır.

Karmaşık Senaryo: Dinamik Ölçeklendirme ve Self-Healing

Kullanıcı yönetimi mikroservisi, belirli zamanlarda (örneğin, büyük bir indirim döneminde) yoğun trafik alır. Bu durumda, Kubernetes'in HPA özelliği devreye girer ve CPU kullanımı belirli bir eşiği aştığında otomatik olarak pod sayısını artırır, böylece kullanıcı talepleri sorunsuz bir şekilde karşılanır. Trafik normal seviyelere döndüğünde, ekstra pod'lar otomatik olarak kapatılır ve kaynaklar etkin bir şekilde yönetilir.

Öte yandan, sipariş yönetimi mikroservisiyle ilgili bir sorun oluştuğunda (örneğin, bir pod çöktüğünde), Kubernetes'in self-healing mekanizması devreye girer. Çöken pod otomatik olarak yeniden başlatılır veya yerine yeni bir pod oluşturulur, böylece sistem sürekliliği korunur.

İzleme ve Loglama

Prometheus ve Grafana kullanılarak, sistem metrikleri toplanır ve görselleştirilir.

Elasticsearch, Fluentd ve Kibana (EFK stack) veya Loki kullanılarak loglar toplanır, saklanır ve analiz edilir.

Bu senaryo, bir mikroservis tabanlı Spring Boot uygulamasının Kubernetes üzerinde nasıl çalıştırılacağına dair genel bir bakış sunar. Ayrıca, modern uygulama dağıtımlarının karmaşıklığını yönetmek ve otomatize etmek için Kubernetes'in sunduğu çeşitli araçları ve yöntemleri gösterir. Devam edelim:

Güvenlik ve Erişim Kontrolü

Network Policies kullanarak, mikroservisler arası iletişim yalnızca belirlenen kurallar çerçevesinde gerçekleşir. Bu, ağ izolasyonunu sağlar ve olası güvenlik tehditlerine karşı koruma sunar.

Role-Based Access Control (RBAC) ile Kubernetes kaynaklarına erişim, yalnızca yetkilendirilmiş kullanıcılar ve servisler tarafından yapılabilecek şekilde sınırlanır. Bu, kritik operasyonların ve kaynakların korunmasına yardımcı olur.

Mikroservisler Arası İletişim ve Service Mesh

Mikroservislerin birbirleriyle etkileşimde bulunduğu bir e-ticaret platformunda, ağ trafiğinin yönetimi ve izlenmesi, güvenlik ve hizmetler arası iletişim önemlidir. Istio veya Linkerd gibi bir Service Mesh kullanımı, mikroservisler arası iletişimi kolaylaştırır, güvenliği artırır ve hataları daha iyi yönetebilme imkanı sunar.

Service Mesh, hizmetler arası isteklerin şifrelenmesi, hizmet keşfi, yük dengeleme, hata toleransı ve izleme gibi özellikleri sağlayarak uygulama geliştiricilerinin bu karmaşık işlemleri yönetme yükünü azaltır.

Dağıtım Stratejileri

Mavi/Yeşil veya Canary dağıtım stratejileri kullanılarak, yeni sürümlerin risksiz bir şekilde canlıya alınması sağlanır. Bu stratejiler, kullanıcı deneyimini olumsuz etkilemeden güncellemelerin yapılmasına olanak tanır.

Canary dağıtımı, yeni sürümü yalnızca belirli bir kullanıcı grubuna sunarak, olası sorunları küçük bir kullanıcı kitlesi üzerinde test etmeye ve geri dönüşler alarak genel dağıtım öncesi riskleri minimize etmeye yardımcı olur.

DevOps Pratikleri ve Otomasyon

CI/CD pipeline'ları, kod değişikliklerinin otomatik olarak test edilmesi, yapılandırılması ve Kubernetes cluster'ına dağıtılmasını sağlar. Bu, geliştirme ve operasyon ekipleri arasındaki işbirliğini artırır ve yazılım dağıtım süreçlerini hızlandırır.

Helm gibi paket yöneticileri, Kubernetes kaynaklarının yönetimini ve tekrar kullanılabilirliğini kolaylaştırır. Helm, uygulama dağıtımlarını paketler halinde yönetmeyi ve konfigüre etmeyi basitleştirir.

Sonuç

Kubernetes, mikroservis tabanlı uygulamaların dağıtımı, yönetimi ve ölçeklendirilmesi için güçlü araçlar ve yöntemler sunar. Yukarıda bahsedilen senaryo, bir e-ticaret platformunun karmaşık gereksinimlerini karşılamak üzere nasıl yapılandırılabileceğini göstermektedir. Bu süreçte, güvenlik, ölçeklenebilirlik, dayanıklılık ve devamlılık gibi önemli faktörler dikkate alınmıştır. Kubernetes ve ilgili teknolojilerin doğru kullanımıyla, geliştiriciler ve sistem yöneticileri, günümüzün dinamik iş ortamında rekabet avantajı sağlayabilir.