Kubernetes, l'orchestrazione dei container diventa semplice e scalabile

Kubernetes è un sistema open-source per l’orchestrazione di container. È stato originariamente sviluppato da Google e successivamente donato alla Cloud Native Computing Foundation (CNCF). Ha la capacità di automatizzare il deployment, lo scaling e la gestione di applicazioni containerizzate.

Introduzione a Kubernetes

I container sono una tecnologia di virtualizzazione leggera che consente di eseguire applicazioni in un ambiente isolato, ma condividendo il kernel del sistema operativo host. Consente di gestire i container come unità singole o come gruppi, chiamati “pods”. I pods sono l’unità di base e contengono una o più applicazioni containerizzate e le risorse necessarie per eseguirle.

Architettura di Kubernetes

Ha un’architettura client-server distribuita. Il cluster Kubernetes è costituito da un set di nodi, dove ogni nodo può essere un server fisico o virtuale. Il controllo del cluster è gestito dal master, che controlla lo stato del cluster e decide come assegnare le risorse ai nodi. I nodi eseguono i pod e contengono i servizi necessari per gestirli.

• Il master è composto da:

kube-apiserver: fornisce l’API di Kubernetes per la gestione del cluster

kube-controller-manager: gestisce i controller che monitorano e gestiscono lo stato del cluster

kube-scheduler: decide su quale nodo eseguire i pod

• I nodi sono costituiti da:

kubelet: è il principale agente di gestione sui nodi e si occupa di avviare e arrestare i pod, di monitorare il loro stato e di comunicare con il master

kube-proxy: si occupa di instradare il traffico di rete verso i pod

container runtime: esegue i container

Oggetti Kubernetes

Utilizza un sistema basato su oggetti per definire lo stato del cluster. Gli oggetti Kubernetes sono definiti mediante file YAML o JSON. Alcuni esempi di oggetti includono:

Pod: rappresenta un’unità di base di una o più applicazioni containerizzate

Deployment: definisce lo stato desiderato di un gruppo di pod e si occupa di mantenerli in questo stato desiderato

Service: esposte le applicazioni containerizzate al mondo esterno

Ingress: si occupa di instradare il traffico di rete verso i servizi

API Kubernetes

Kubernetes fornisce un’API RESTful per la gestione del cluster. L’API è il principale modo per interagire con il cluster e può essere utilizzata tramite strumenti come la riga di comando kubectl, la libreria client per Go, Python, Java, Ruby e altre lingue, o tramite un’interfaccia web come la dashboard.

Esempi di configurazioni

Configurazione del deployment

Il deployment è uno dei principali oggetti di Kubernetes utilizzato per definire lo stato desiderato dell’applicazione e per mantenere tale stato nel tempo. Di seguito un esempio di file di configurazione YAML per quest’ultimo:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
        - name: my-app-container
          image: my-app-image:latest
          ports:
            - containerPort: 8080

con questo esempio, stiamo creando un deployment chiamato my-app-deployment con 3 repliche del container. Il selettore matchLabels è utilizzato per associare le repliche al deployment e garantire che le modifiche apportate all’immagine o alla configurazione vengano propagati correttamente. La sezione template contiene la configurazione del pod, compreso il container che deve essere eseguito.

Configurazione del servizio

Il servizio è un altro importante oggetto utilizzato per esporre l’applicazione in rete e consentire l’accesso da parte di altri servizi o utenti. Ecco un esempio di file di configurazione YAML per un servizio:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-app-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: 8080
  type: LoadBalancer

stiamo creando un servizio chiamato my-app-service che utilizza il selettore app: my-app per associarsi al deployment creato in precedenza. Il servizio espone la porta 80 e reindirizza il traffico al port 8080 del container. La sezione type specifica il tipo di servizio utilizzato, in questo caso un LoadBalancer.

Configurazione del volume

Il volume è un oggetto utilizzato per fornire uno spazio di archiviazione persistente per l’applicazione. Ecco un esempio di file di configurazione YAML per un volume:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-app-volume-claim
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

stiamo creando una richiesta di volume persistente chiamata my-app-volume-claim che richiede 1 GB di spazio di archiviazione e ha una modalità di accesso di lettura/scrittura una sola volta. Questo volume può essere utilizzato da un pod per archiviare dati in modo persistente.

Sicurezza e rischi

Tuttavia, l’utilizzo di Kubernetes presenta anche alcuni rischi in termini di sicurezza, soprattutto quando si gestiscono dati sensibili o applicazioni critiche per il business. Di Seguito alcune delle principali considerazioni di sicurezza da tenere a mente quando si sceglie di utilizzarlo.

1. Gestione delle credenziali: Un aspetto critico della sua sicurezza. È importante utilizzare procedure di autenticazione e autorizzazione robuste per controllare l’accesso al cluster e alle applicazioni containerizzate. Inoltre, è importante utilizzare soluzioni di gestione delle credenziali affidabili e sicure per la memorizzazione e la distribuzione delle chiavi di accesso.
2. Crittografia dei dati: Un’importante misura di sicurezza che aiuta a proteggere i dati sensibili contro la compromissione. Supporta la crittografia end-to-end per la comunicazione tra i container e tra i nodi del cluster. Inoltre, è possibile configurare la crittografia dei dati a livello di applicazione utilizzando soluzioni di crittografia di terze parti.
3. Gestione delle vulnerabilità: Può essere soggetto alle stesse vulnerabilità di sicurezza di qualsiasi altra piattaforma di produzione. È importante monitorare costantemente i rischi di sicurezza e applicare le patch di sicurezza più recenti per mantenere il cluster e le applicazioni containerizzate al sicuro. Inoltre, è importante utilizzare strumenti di analisi delle vulnerabilità per identificare le potenziali vulnerabilità all’interno del cluster.
4. Controllo degli accessi: è un aspetto critico della sicurezza in Kubernetes. È importante definire e applicare rigorose politiche di controllo degli accessi per controllare l’accesso alle risorse del cluster e alle applicazioni containerizzate. Inoltre, è possibile utilizzare strumenti di auditing per monitorare l’accesso e rilevare eventuali comportamenti anomali.
5. Gestione della conformità: La conformità alle normative di sicurezza e alla privacy è un aspetto importante della sicurezza. È importante comprendere le normative applicabili e assicurarsi che il cluster e le applicazioni containerizzate siano conformi a tali normative. Inoltre, è possibile utilizzare strumenti di gestione della conformità per automatizzare il monitoraggio e la gestione della conformità.

Conclusioni

Kubernetes è uno strumento molto potente per la gestione di container in un ambiente distribuito. La sua architettura client-server distribuita e il sistema basato su oggetti lo rendono molto flessibile e adattabile alle esigenze di qualsiasi infrastruttura. Con un’ampia gamma di funzionalità di automazione