Kubernetes adalah platform orkestrasi container open-source yang membantu dalam mengelola, men-deploy, dan menskalakan aplikasi berbasis container. Teknologi ini semakin populer di kalangan pengembang dan perusahaan yang mengadopsi arsitektur microservices untuk mengelola aplikasi mereka secara efisien. Artikel ini akan membahas secara mendalam tentang cara kerja Kubernetes, dari konsep dasarnya hingga mekanisme internal yang membuatnya menjadi pilihan utama untuk manajemen container.
Apa Itu Kubernetes?
Sebelum membahas cara kerja Kubernetes, penting untuk memahami apa itu Kubernetes. Kubernetes adalah platform yang dirancang untuk mengotomatiskan berbagai aspek pengelolaan aplikasi berbasis container, seperti deployment, scaling, dan monitoring. Aplikasi modern, terutama yang berbasis microservices, sering kali terdiri dari banyak container. Kubernetes memungkinkan orkestrasi container-container ini secara otomatis dan efisien, dengan memastikan bahwa mereka berjalan sesuai kebutuhan, baik dalam jumlah maupun dalam ketersediaan.
Komponen Utama Kubernetes
Untuk memahami cara kerja Kubernetes, mari kita mulai dengan mengenali komponen utama yang membentuk arsitektur Kubernetes:
1. Cluster
Kubernetes bekerja dengan cluster yang terdiri dari satu atau lebih node. Cluster adalah kumpulan komputer atau server yang bekerja sama untuk menjalankan aplikasi container. Dalam sebuah cluster, terdapat dua jenis node utama, yaitu master node dan worker node.
2. Master Node
Master node bertanggung jawab untuk mengelola control plane dari Kubernetes, yang melibatkan pengambilan keputusan tentang penjadwalan aplikasi, koordinasi antara container, serta mempertahankan status cluster secara keseluruhan. Komponen-komponen utama dari master node meliputi:
- API Server: Ini adalah titik masuk bagi semua komponen dan user yang ingin berinteraksi dengan Kubernetes. Setiap perintah yang dikirimkan ke Kubernetes, baik melalui perintah kubectl atau API lainnya, akan melalui API Server.
- Etcd: Ini adalah database yang digunakan oleh Kubernetes untuk menyimpan data status cluster, konfigurasi, dan informasi lainnya. Etcd adalah penyimpanan key-value yang memungkinkan Kubernetes untuk selalu mengetahui status terbaru dari cluster.
- Controller Manager: Komponen ini bertugas mengelola loop kontrol yang menjaga agar keadaan cluster sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Controller Manager mengontrol banyak hal, seperti penanganan pod, replica, dan node.
- Scheduler: Scheduler bertanggung jawab untuk menentukan di mana pod akan ditempatkan dalam worker node berdasarkan kebutuhan sumber daya dan persyaratan lainnya.
3. Worker Node
Worker node adalah tempat di mana aplikasi yang sebenarnya berjalan. Di setiap worker node, terdapat komponen utama berikut:
- Kubelet: Ini adalah agen di setiap worker node yang bertugas menjalankan container dan memastikan mereka tetap berjalan dengan baik. Kubelet berkomunikasi dengan master node untuk menerima instruksi tentang container mana yang harus dijalankan.
- Kube-proxy: Kube-proxy adalah komponen jaringan yang mengatur aturan networking dalam cluster, memastikan komunikasi yang lancar antar container.
- Container Runtime: Kubernetes membutuhkan container runtime seperti Docker atau containerd untuk menjalankan container. Container runtime ini bertugas mengeksekusi container di worker node.
Cara Kerja Kubernetes dalam Orkestrasi Container
Kubernetes bekerja dengan cara mengotomatiskan berbagai tugas yang terkait dengan pengelolaan container. Berikut adalah proses utama yang terjadi dalam cara kerja Kubernetes:
1. Deployment Aplikasi
Saat Anda ingin menjalankan sebuah aplikasi di Kubernetes, Anda harus membuat sebuah file konfigurasi (biasanya dalam format YAML) yang menjelaskan bagaimana aplikasi tersebut akan berjalan. File ini akan mencakup berbagai aspek seperti image container yang digunakan, jumlah replica, dan aturan scaling. Setelah file konfigurasi dikirim ke API Server, Kubernetes akan menerjemahkan spesifikasi tersebut menjadi pods.
2. Penjadwalan (Scheduling)
Setelah aplikasi di-deploy, Kubernetes Scheduler akan menentukan di node mana pod harus ditempatkan berdasarkan sumber daya yang tersedia dan kebutuhan aplikasi. Pod adalah unit terkecil dalam Kubernetes yang biasanya terdiri dari satu atau lebih container. Scheduler akan memastikan bahwa setiap pod ditempatkan di worker node yang optimal, dengan memperhatikan CPU, RAM, dan kebutuhan lainnya.
3. Load Balancing
Kubernetes juga menyediakan mekanisme load balancing otomatis untuk memastikan bahwa lalu lintas aplikasi didistribusikan secara merata di antara semua replica pod. Ini memungkinkan aplikasi tetap tersedia dan responsif bahkan saat ada peningkatan lalu lintas pengguna.
4. Scaling Aplikasi
Salah satu fitur terbaik Kubernetes adalah kemampuannya untuk melakukan autoscaling aplikasi. Kubernetes dapat menambah atau mengurangi jumlah pod yang berjalan berdasarkan kebutuhan sumber daya. Misalnya, jika aplikasi Anda mengalami lonjakan pengguna, Kubernetes dapat otomatis menambah jumlah pod untuk menangani beban kerja yang lebih tinggi. Setelah beban kerja menurun, Kubernetes akan kembali mengurangi jumlah pod.
5. Pengelolaan Kesalahan (Fault Tolerance)
Jika salah satu pod atau worker node gagal, Kubernetes secara otomatis akan memulai pod baru di node yang berbeda untuk memastikan aplikasi tetap berjalan. Ini adalah salah satu cara Kubernetes menjaga fault tolerance dalam lingkungan cloud yang dinamis.
6. Monitoring dan Logging
Kubernetes memungkinkan monitoring dan logging otomatis dari aplikasi. Dengan alat seperti Prometheus atau Grafana, Kubernetes dapat memantau performa aplikasi dan sumber daya yang digunakan secara real-time. Jika ada masalah seperti penggunaan sumber daya yang berlebihan atau gangguan, Kubernetes akan mengambil langkah-langkah yang diperlukan untuk memperbaiki keadaan.
Keamanan dalam Kubernetes
Keamanan adalah faktor penting dalam pengelolaan aplikasi berbasis container. Kubernetes menyediakan beberapa fitur keamanan bawaan, termasuk:
- Role-Based Access Control (RBAC): Ini memungkinkan administrator untuk mengatur izin pengguna dengan lebih granular, membatasi siapa yang dapat mengakses dan mengontrol cluster.
- Network Policies: Kubernetes memungkinkan penerapan kebijakan jaringan untuk mengatur aliran data antar pod atau aplikasi, memastikan komunikasi yang aman.
- Secret Management: Kubernetes dapat menyimpan data sensitif seperti password atau token API dengan aman menggunakan mekanisme secret management.
Kesimpulan
Cara kerja Kubernetes sangatlah canggih namun efisien, memberikan fleksibilitas dan skalabilitas yang tinggi dalam pengelolaan aplikasi container. Dengan berbagai komponen dan fitur seperti scheduling, scaling, load balancing, dan keamanan yang kuat, Kubernetes memungkinkan pengembang dan perusahaan untuk fokus pada pengembangan aplikasi tanpa harus khawatir tentang kompleksitas manajemen infrastruktur. Menguasai Kubernetes menjadi kunci penting dalam era cloud computing dan orkestrasi container.
Artikel Lainnya
