Kubernetes ja klusteroitava verkkosovellus

Abstract

Opinnäytetyössä tutustuttiin käyttöjärjestelmätasoiseen konttiperustaiseen virtualisointiin käyttäen hyväksi Docker ja Kubernetes ohjelmistoja. Docker on toteutus konttiperustaisesta virtualisoinnista, jonka suosio on lisääntynyt räjähdysmäisesti viime vuosien aikana. Kubernetes laajentaa Dockerin konttivirtualisointia tuomalla lisäksi monipalvelinympäristö asennukset ja helpot työkalut sovelluksien hallintaan klusteroidussa monipalvelinympäristössä. Työssä rakennettiin kolmen palvelimen testiympäristö omalle tietokoneelle käyttäen hy-väksi VirtualBox-virtuaalipalvelinalustaa. Virtuaalipalvelimiin asennettiin kolmen palvelimen Kubernetes-klusteri. Klusterin ominaisuuksiin tutustumista ja sen arvioimista varten muokattiin olemassa olevasta verkkosovelluksesta klusterointikelpoinen. Sovelluksesta luotiin asennus Kubernetes-klusteriin, jossa kolme kopioita sovelluksesta asentui hajautettuna kolmelle eri virtuaalipalvelimelle ja sovellus näkyi ulospäin vain yhtenä tavallisena verkkosovelluksena. Työn tarkoituksena oli selvittää mikä on Kubernetes, mitä sillä voi tehdä ja miten sitä käytetään. Tämän lisäksi tarkoitus oli selvittää, mitä vaaditaan verkkosovellukselta, että sen voi asentaa Kubernetes-klusteriin. Toimeksiantajaa kiinnosti, onko Kubernetes toimiva ratkaisu ja onko siitä hyötyä toimeksiantajalle. Docker sekä Kubernetes osoittautuivat toimiviksi ratkaisuiksi, joiden avulla konttiperustai-nen virtualisointi oli helppoa. Työn aikana saatujen käyttökokemusten perusteella arvioitiin, että toimeksiantajalle on hyötyä lisätä Kubernetes-klusteri palvelininfrastruktuuriinsa.

The purpose of this bachelor’s thesis was to learn about and test container based virtualization by using Docker and Kubernetes platforms. Docker is an implementation of container based virtualization the popularity of which has sky rocketed in the last few years. Kubernetes extends the virtualization offered by Docker by adding support to distribute containers across multiple servers and easy to use tools for maintaining containers in a clustered environment. For the thesis, three virtual servers were created by using VirtualBox platform and Kubernetes cluster was installed to these three virtual servers. For test and evaluating purposes an existing software was modified so that it could be run in the clustered environment. The software was deployed to Kubernetes so that it was replicated and clustered to three different servers and from outside it still behaved like a single server application. The object of the thesis was to find out what Kubernetes is, what can be done with it and how can it be used. An additional objective was to figure out what is required from a web application to be able to be deployed to clustered environment. The assigner of the bachelor’s thesis was interested in Kubernetes and wanted to know if it is a production ready solution and if it could provide any benefits to the assigner’s business. Docker and Kubernetes both proved out to be great solutions which made use of container based virtualization easy and from the usage experiences and test results gained from the thesis it was concluded that the assigner would benefit by adding Kubernetes cluster to existing server infrastructure.