Краткое руководство по Knative Serverless Framework для начинающих

Бессерверные фреймворки пользуются спросом в течение последних нескольких лет и становятся свидетелями растущего признания среди разработчиков.

Тем не менее, контейнерные приложения уже популярны, как и Kubernetes среди бизнеса.

Kubernetes, без сомнения, отличный инструмент с хорошим потенциалом. Его экосистема также растет за счет множества новых инструментов и новейших технологий, таких как Knative, способных сделать Kubernetes еще лучше.

Knative был представлен для преодоления ситуаций, которые приводят к сбоям, и установления основного стандарта для облачных платформ и облачной оркестровки.

Другими словами, бессерверная среда Knative может лучше соответствовать потребностям компании, чем другие облачные бессерверные развертывания.

В этом руководстве я расскажу о Knative, его преимуществах, вариантах использования, процедуре установки, порядке работы и многом другом.

Вот так!

Что такое Кнатив?

Knative — это бессерверный фреймворк на основе Kubernetes, впервые разработанный Google. Он загружает и запускает бессерверные функции в соответствии с требованиями компании, тем самым минимизируя потери. Это проект с открытым исходным кодом, который добавляет компоненты для развертывания, запуска и управления бессерверными приложениями в Kubernetes.

Основная цель бессерверной среды Knative — управлять стандартами межплатформенной оркестровки. Это реализовано за счет интеграции функций создания контейнеров, автоматического масштабирования, моделей событий и управления рабочей нагрузкой.

Ранее помимо Knative существовало множество решений с открытым исходным кодом. Каждое решение имеет свой способ развертывания, что может привести к фрагментации рынка из-за отсутствия стандартизированных практик. Это означает, что выбор конкретного поставщика необходим, если вам нужна конкретная системная функция.

Однако проблемы с миграцией начали выходить на первый план. И чтобы избежать подобных проблем, был введен бессерверный фреймворк Knative. Таким образом, если вам сложно включить какие-либо задачи, Knative может эффективно сделать это в конвейере на основе Kubernetes.

Knative состоит из трех частей:

• Knative Build: создает образы контейнеров и делает их доступными из исходного кода.
• Knative Serving: использует Istio и Kubernetes для подключения и развертывания этих образов контейнеров через назначенные ресурсы инфраструктуры.
• Knative Eventing: позволяет пользователям определять триггеры событий и позволяет пользователям связывать триггеры событий с контейнерными функциями.

Всякий раз, когда Knative идентифицирует событие, он определяет связанный с ним процесс для его запуска по запросу. С Knative нет необходимости выделять узлы-контейнеры, кластеры и модули для работы, поскольку Knative выделяет ресурсы хостинга только при запуске данного процесса. Таким образом, Knative уравновешивает бессерверные и контейнерные преимущества.

Основные концепции Knative

Давайте обсудим основные концепции Knative Serverless Framework и их отношение к примитивам Knative.

Строить

Knative-Building помогает использовать и расширять существующие примитивы Kubernetes, позволяя запускать сборки контейнеров из источника. Он включает исходный код из зависимостей и репозитория, создает образы контейнеров и регистрирует их.

События

Событие помогает улучшить связь между слабо связанными потребителями событий и производителями для создания архитектуры, управляемой событиями. Knative ставит эти события в очередь, которая должна выполняться автоматически без скрипта разработчиков.

Позже эти события доставляются в контейнеры. Затем он отправляет каналы производителям событий для выполнения задач. Это уменьшит нагрузку на разработчика при создании кода для установления соединения.

Функции

Функция — это независимая единица развертывания и обслуживающий сервис Knative, наподобие микросервиса. Его код написан для выполнения одной задачи, например:

• Обработка файла в базе данных
• Сохранение пользователя в базе данных
• Выполнение плановой работы

Knative serverless framework позволяет эффективно разрабатывать и развертывать функции, а также управлять ими.

Плагины

Легко расширяйте или перезаписывайте функциональность бессерверного фреймворка Knative с помощью плагинов. Каждый файл serverless.yml содержит свойство плагина, в котором представлены различные плагины.

Ресурсы

Ресурсы — это компоненты бессерверной инфраструктуры Knative, которые использует ваша функция, в том числе:

• Источник событий AWS SQS
• Запланированное задание (запускать каждые 5 минут, 10 минут и т. д.)
• Источник событий Kafka

И более.

Услуги

Услуги похожи на проект. Таким образом, служба является организационной единицей бессерверного фреймворка Knative. Хотя у вас может быть много служб для одного приложения, вы можете думать о службе как о файле проекта.

Именно здесь вы сможете определять функции, события и ресурсы в одном файле с именами serverless.yml , serverless.json или serverless.js . Когда вы развертываете службы с бессерверной инфраструктурой, все в файле развертывается одновременно.

Обслуживание

Knative-serving встроен в Istio и Kubernetes и поддерживает развертывание приложений. Он обеспечивает быструю разработку бессерверных контейнеров, сетевое программирование и автоматическое масштабирование компонентов Istio. Knative-serving рассматривает контейнеры как масштабируемый сервис, который может варьироваться от одного экземпляра до множества экземпляров контейнера.

Особенности Кнатива

Давайте обсудим некоторые особенности бессерверного фреймворка Knative:

• Knative — это бессерверная среда на основе Kubernetes, которая позволяет развертывать службы в Kubernetes.
• Он легко интегрирует Knative с поддерживаемой средой.
• Разработчики могут напрямую использовать API Kubernetes с помощью Knative для развертывания бессерверных сервисов.
• Он позволяет пользователям запускать бессерверные сервисы с помощью системы обработки событий Knative.

Как работает Кнатив?

Бессерверная среда Knative работает как сегмент управления событиями и соединяет Istio и Kubernetes. Kubernetes работает как оркестратор для микросервисов и контейнеров. Istio, с другой стороны, представляет собой сетевую технологию с открытым исходным кодом, которая объединяет различные компоненты для взаимодействия с пользователем и с самим собой.

Knative предоставляет пользователям несколько компонентов, предназначенных для выполнения основной повседневной работы. Эти компоненты используются снова и снова в различных приложениях. Разработчик может использовать любой язык программирования. Следовательно, вам не требуется специальных знаний языков, поскольку Knative распознает только образы контейнеров.

Бессерверная среда Knative состоит из трех компонентов, которые являются ключом к ее функционированию.

Создание новых контейнеров

Компонент сборки отвечает за создание новых контейнеров. Он может преобразовывать исходные коды в контейнер. Knative можно настроить в соответствии с конкретными потребностями бизнеса.

Во-первых, Knative извлекает исходный код из библиотеки, такой как Github. Затем добавляются базовые зависимости, чтобы код работал эффективно. Затем создаются образы контейнеров и помещаются в файлы, к которым платформа Kubernetes может получить доступ.

Контейнер предоставляется разработчикам, использующим Kubernetes и Knative. Таким образом, контейнеры создаются до тех пор, пока известно происхождение кода.

Обслуживание или запуск платформы

Обслуживающий компонент отвечает за работу платформы. Это включает в себя:

• Конфигурация. Конфигурация позволяет управлять несколькими версиями службы. Каждый раз, когда происходит развертывание новой функции контейнера, Knative сохраняет существующую версию и создает новую с последними изменениями и функциями. Более того, Knative определяет состояние службы.
• Автоматическое масштабирование. Для улучшения работы бессерверных контейнеров необходимо иметь возможность автоматического масштабирования контейнеров вверх или вниз. Knative может автоматически масштабировать сервисы для многих, если это необходимо.
• Интеллектуальная маршрутизация услуг: это важная часть рабочего механизма Knative. Это позволяет разработчикам направлять поток и объем трафика на различные существующие версии микросервисов. При внедрении новых функций и сине-зеленых стратегий развертывания можно использовать интеллектуальную маршрутизацию услуг.

Это позволяет вам предоставить часть пользователей для последнего тестирования и версии и постепенно направлять огромный трафик на новую версию.

События для определения функций

Компонент событий Knative отвечает за описание функции Knative. Это позволяет определить запуск контейнеров на основе событий. Различные события запускают определенные функции контейнеров.

Разработчики могут определить триггеры событий и связанные с ними контейнеры, чтобы Knative выполнял свою работу. Knative обрабатывает список событий и доставку событий.

Преимущества Кнатив

Knative предоставляет такие услуги, как управление маршрутом, поэтапный выпуск и подключение к сервису. Он может похвастаться огромным сообществом. Давайте обсудим, как Knative влияет на принятие этой технологии компаниями.

• В отличие от других решений, Knative имеет стандартные события и совместим с решением FaaS. Он предлагает стандартную структуру CloudEvent, которая помогает в разработке бессерверной архитектуры.
• Хотя Knative не является PaaS, он позволяет вам создать бессерверную PaaS с помощью бессерверной платформы оркестровки.
• Knative имеет полноценный и зрелый бессерверный дизайн.
• Он поддерживает кроссплатформенность и дает вам универсальный стандарт среди облачных провайдеров, чтобы исключить возможность привязки поставщиков к конкретному решению.

• Knative предоставляет гибкую структуру.
• Он поддерживает пропорциональные поэтапные выпуски.
• Вы можете испытать бессерверную экосистему в контейнерной среде.
• Knative снижает надежность управления и инструментов.
• Вы можете быстро перейти к другим облачным провайдерам, интегрированным с Knative, внедрив Kubernetes.
• Он предлагает модель вычислений на основе запросов.
• Он позволяет управлять рабочими процессами как услугой.
• С Knative вы можете обрабатывать данные IoT, запускать проверки доступности и проверять конфигурации ваших групп безопасности.
• Это позволяет разработчикам сосредоточиться на написании кода и позволяет им быстро создавать повторяющийся код.
• Это гарантирует, что разработчики будут включать новые версии.
• Модель Knative, основанная на событиях, помогает реализовывать проекты, включая подписку, подключение к внешней системе и регистрацию.

Проблемы Knative (и некоторые решения)

Проблемы эффективности

Knative Framework, который поддерживает правильные приложения, обеспечивает лучшую производительность при минимальных затратах. Однако неправильное сочетание приложений может привести к увеличению затрат и недоиспользованию ресурсов контейнера. Это может привести к снижению производительности приложений, что является самой большой проблемой бессерверного развертывания Knative.

Таким образом, пул ресурсов плохого размера или неправильные приложения могут свести на нет многие преимущества Knative.

Вы можете преодолеть эту проблему, выполнив тесты для проверки количества ресурсов и сочетания приложений в Knative. Измерьте нагрузки событий, оценив среднюю и максимальную нагрузки для каждого из них, и оцените общее потребление ресурсов. Повторите это для нескольких приложений, чтобы создать и запустить пробную конфигурацию для проверки оценок.

Функциональные проблемы

Функциональными проблемами Knative могут быть:

• Knative зависит от функций, соответствующих модели без сохранения состояния. Это означает, что данные не хранятся в самом компоненте. Разработка функций не является сложным этапом, но требует небольшого изменения подхода, а это означает, что одна ошибка может испортить работу программного обеспечения.
• Бизнес-данные состоят из многоэтапных транзакций, а функции без сохранения состояния сохраняют контекст на всех этапах. У Knative нет такой возможности, как у общедоступных облачных бессерверных инструментов.

Регулярный мониторинг и устранение неполадок помогут вам сохранить производительность на достойном уровне.

Операционные проблемы

По сравнению с бессерверными предложениями в общедоступном облаке, с Knative возникают проблемы с эксплуатацией. Администраторы не контролируют базовые серверы общедоступного облака. Но им нужно будет управлять серверами вместе с Kubernetes, контейнерами, Knative и самим Istio.

Knative минимально усложняет операции и разработку для компаний, которые уже перешли на Kubernetes и контейнеры. Те, кто привержен сервисной сетке и микросервисам, найдут Knative естественным продолжением.

Варианты использования Knative

Для приложений, которые приводят к различному количеству событий, остающихся в пределах или превышающих установленные во времени ограничения, Knative лучше всего подходит для них. Конкретные варианты использования бессерверного фреймворка Knative включают:

• Тестирование и проверка сайта
• Мониторинг приложений
• Интернет вещей
• Мониторинг сети
• Фронтенд-процессы мобильного приложения
• Жизненные циклы Agile и DevOps
• Внедрение новых функций
• Оптимизация Kubernetes

Ориентация на событие имеет важное значение. Если ИТ-отделы не могут представить приложение как серию событий, а не транзакций, Knative может оказаться не лучшим выбором по причинам функциональности и эффективности.

Предварительные требования и установка Knative

Как мы видели в предыдущих разделах, Knative представляет собой набор компонентов, таких как обработка событий и обслуживание, которые работают в сервисной сетке и кластере оркестровки рабочей нагрузки. Существуют утилиты командной строки, которые нам нужно установить для простой работы. Таким образом, нам нужно несколько зависимостей, чтобы мы могли продолжить установку.

Предпосылки

Есть несколько вариантов установки Kubernetes. Docker Desktop позволяет создать простой кластер Kubernetes, который служит различным целям. Простой подход — использовать Kubernetes в Docker для запуска кластера Kubernetes вместе с узлами контейнера Docker. Удобный способ работы с кластером — использование инструмента командной строки Knative.

Knative CLI предлагает простой и быстрый интерфейс для создания своих ресурсов. Это помогает в сложных задачах, таких как разделение трафика и автомасштабирование. Удобный способ — загрузить совместимый двоичный файл со страницы GitHub.

Монтаж

Когда у нас есть все необходимые условия, мы можем приступить к установке компонентов. Для среды разработки есть плагин быстрого старта. Плагин помогает установить локальный кластер Knative с помощью клиента Knative. Вы можете загрузить плагин быстрого запуска с официальной страницы релиза.

Заключение: будущее Knative

Knative заменил бессерверные вычисления, предоставив автоматическое масштабирование приложений. Это оказывает значительное влияние на интероперабельную и модульную систему.

В будущем ожидается, что Knative устранит текущие недостатки и станет одной из самых эффективных технологий для работы с бессерверной архитектурой.

Технология Knative оказывает большее влияние на разработчиков, учитывая ее преимущества по сравнению с бессерверными альтернативами. Knative поможет вам сэкономить огромное количество времени, избавив вас от необходимости создавать и поддерживать расширения Kubernetes. Разработчики очень довольны технологией Knative, поскольку она проста в использовании и является отличной альтернативой бессерверным решениям.

Итак, если вы хотите максимально использовать возможности среды Kubernetes в своих облачных рабочих процессах, внедрите технологию Knative и сами убедитесь в ее преимуществах.