על קונטיינרים וגדילה – צרכים מול מציאות

אין ספק שיש צורך בהסבר נרחב יותר לגבי קונטיינרים, מערכות אורקסטרציה לקונטיינרים (מה שמבוסס Kubernetes), תמיכה ב-CI/CD וכו', אך אחד הדברים שקשה להעביר להנהלות השונות בארגונים, הוא עניין ה-Scaling הרוחבי, שהוא אחד ההבדלים המהותיים בין עבודה עם מכונות VM ו-Scale קבוע, לבין קונטיינרים עם Scale דינמי.

‍
אני אתן דוגמא מהמציאות לכשל של עבודה "קלאסית" של מכונות VM שאמורות לקבל מענה: זוכרים שהיו בחירות מקומיות? אז משרד הפנים הוציא מכרז להצגת תוצאות אמת, חברה מסוימת זכתה והקימה. בזמן האמת, כאשר מאות אלפי אזרחים ניסו להיכנס במקביל לאתר – האתר קרס. כמו תמיד בארץ, הוחלפו האשמות הדדיות, היו טענות על פריצות לאתר (לא הייתה כזו) אך בסופו של יום – האתר, לעניות דעתי, זכה בתוצאה "נכשל" מפני שהוא לא סיפק את הסחורה בזמן אמת. מדוע? כי הוא לא תוכנן לעמוד בעומסים, וכנראה לא בוצעה סימולציה של כניסת מאות אלפי גולשים סימולטנית וכו'.

‍
אפשר לראות את התוצאות הללו גם אצל חברות אחרות - כאשר יש תנועה מאוד גדולה עקב מבצעים ("בלאק פריידיי" וכו') – אתם תמצאו לא מעט אתרים שמציגים הודעות שגיאה, לא מגיבים, קשה לסיים רכישה וכו'.

‍
אפשר למנוע את הבעיות הללו

אם היינו לוקחים אתר מסחרי ו"ממירים" אותו לעבודה כקונטיינרים על ענן ציבורי כלשהו, רוב התקלות היו נמנעות, כי מערכת כמו Kubernetes/OpenShift יודעות לבצע Scaling אוטומטית אם פשוט מגדירים זאת, בין אם מדובר בגדילה או בהקטנה, בהתאם לעומסים. אתם עובדים עם אמזון וצריכים עכשיו להרים 500 קונטיינרים וכבר הגדרתם את הכל באותו ענן? תוך דקות ספורות הכל יהיה למעלה ואם תצטרכו יותר קונטיינרים עקב עומסים, מה שייקח למערכת שניות ספורות בכדי להוסיף קונטיינרים, וזה אחד ההבדלים הגדולים בין קונטיינרים ל-VM (או EC2 Instance): ל-VM לוקח מספר דקות כדי להיווצר ולהיות מוגדר לעבודה יחד עם השאר. גרוע מכך: אם המערכת רצה On Premise, אז בעצם צריך לנחש כמה מכונות להקים, ומערכות וירטואליה אינן טובות בהוספה אוטומטית של מכונות VM (וכמובן – בענן ציבורי יש הרבה יותר משאבים ממה שיש On Premise או בכל ספק Hosting מקומי).

‍
קונטיינרים הם דברים חד פעמיים, שנהרסים בתום עבודה (או כשהם קורסים עקב שגיאה/באג), וכשמתחילים להשתמש בכלי CI/CD עם קונטיינרים, כמות הקונטיינרים שתרוץ במקביל מתחילה לטפס במהירות. אם לדוגמא נשתמש בכלי כמו Jenkins עם תמיכה בקונטיינרים ונגדיר את Jenkins לעקוב אחרי כל מיני Repositories של קוד שמפתחים כותבים, ברגע שמבצעים Commit, מערכת Jenkins תקים קונטיינר ותבנה בתוכו את הקוד. נניח שיש לנו מספר Repositories ומספר עבודות ב-Jenkins שזה מה שהן עושות, נראה שהמערכת מהר מאוד תקים מספר קונטיינרים, ואם נגדיר את המערכת להריץ טסטים על קונטיינרים שנבנו מ-Build אחרון, נקבל מספר כפול, ותוך זמן קצר כולם יכולים לראות שהמשאבים מנוצלים במהירות, הן מבחינת Compute וכמובן מבחינת אחסון (תסתכלו על הגרפים של ה-VM שמריצים את ה-Kubernetes/OpenShift). היתרון הגדול בקונטיינרים כמובן, הוא זה שהכל נבנה מאפס, ואין יותר "אצלי זה עובד, אז אם לך לא עובד, זו בעיה שלך".

‍
אין שום בעיה להריץ מערכות כמו OpenShift או Kubernetes על מכונות וירטואליות ולהשתמש בסטורג' המרכזי לצרכים הפנימיים, כאשר מדובר בכמה עשרות קונטיינרים שרצים סימולטנית, מפני שתמיד אפשר להגדיל את המכונות הווירטואליות מבחינת CPU, זיכרון ודיסקים וירטואליים.

‍

‍
לא הכל מושלם

‍
אבל הבעיה מתחילה כשצריכים להריץ קונטיינרים ומערכת כמו OpenShift/Kubernetes, כדי לשרת את הקהל בחוץ. כמות הגולשים היא דינמית, והמערכת צריכה להיות בנויה בצורה שונה בהשוואה לעבודה מול מערכות VM או EC2 Instances. דוגמא פשוטה: אם אנחנו רוצים לכתוב תכנים החוצה מהקונטיינר (שוב, קונטיינר הוא דבר חד פעמי וכשהוא נהרס, המערכת מוחקת הכל אלא אם הקונטיינר נבנה עם הגדרות של כתיבה חיצונית בדרכים מסוימות), זה שלאותו VM יהיה גם 10 טרהבייט דיסק קשיח, וירטואלי לא יעזור במאומה כי שיטת אחסון הנתונים היא שונה: יהיה צורך במקרים רבים וכשיש כמות גדולה של כתיבה ודרישה לשרידות רצינית – להשתמש ב-Object Storage שמבוצע ב-Scale Out שאינו בנוי על VM שמאוחסן על איזה Datastore ב-vSphere, וכאן כבר יש צורך או בסטורג' Scale Out קנייני שיודע לתמוך ב-Object Storage, או להקים מערכת שתרוץ כ-VM על הברזלים וגם הקונטיינרים ירוצו על הברזלים עצמם ללא וירטואליזציה (למעט קונטיינרים מסוימים שאיננו סומכים עליהם ונוכל להריץ אותם עם וירטואליזציה קטנה כמו עם Kata Containers) ומעל זה, יכול להיות שנצטרך להריץ איזה Load Balancer כלשהו (אם כי מערכות Kubernetes/OpenShift נותנות פתרון Load Balancing אבל לא בטוח שחברות ירצו להשתמש בו לצרכים של אתרים חשופים). פתרונות כאלו לא יתנו לנו גמישות מקסימלית כמו שרות הרצת קונטיינרים שספקי הענן מציעים (בגלל שלהם יש הרבה יותר משאבים).

‍
אם יש משהו שלא קל לשכנע חברות גדולות לעשות, זה לרכוש סטורג' חדש (שתומך טבעית ב-Object Storage) או לרכוש תוכנה כמו Ceph שתתן זאת ושתותקן על הברזלים, ולהתחיל להריץ קונטיינרים על ברזלים כדי לקבל מקסימום ביצועים וגולשים, ולכך, יש 4 פתרונות:

‍
• ענן פרטי עם OpenStack: הפתרון הזה יכול לתת לנו את הכל ביחד. אנחנו יכולים להשתמש בסטורג' קנייני כלשהו ולחבר אותו ל-OpenStack כדי לקבל שירותים כמו Object Storage, Block Storage וכו', או שאנחנו יכולים להקים VM בכל שרת ולהריץ עליו Ceph.
• עבודה במצב Hybrid: יש לנו מקומית מערכת OpenShift או Kubernetes פנימית שעליה אנחנו מבצעים פיתוח וכו', ואת האתרים הציבוריים אנחנו נשתמש בשרותי הקונטיינרים שספק הענן שבחרנו מציע. אם לדוגמא, החברה משתמשת ב-Azure, אז הם יכולים להשתמש בשרות AKS. באמזון יש את אותו שרות (בערך) שנקרא EKS (או Fargate ששם אמזון מנהלת את ה-Kubernetes ואתה מריץ את הקונטיינרים) ובענן של גוגל יש את GKE. ה-Hybrid מומלץ לחברות שהרגולטור אוסר עליהן להוציא הכל החוצה.
• עבודה "באותו ענן" – במקומות בהן בחרו לעבוד לדוגמא עם Azure, ניתן לרכוש מיצרן השרתים המועדף עליכם את Azure Stack – זהו פתרון שרץ על הברזלים אצלכם מקומית עם חיבור ל-Azure, כך שאפשר להשתמש באותם שירותים, מקומית או בענן בחוץ. עם עננים אחרים, אתם משתמשים בשרותי ה-Kubernetes של ספק הענן כך שהשינויים להריץ דברים מקומית או בענן הם די מינוריים וניתן להפריד את ההגדרות לקבצים שונים. בהמשך השנה, גם אמזון וגם גוגל יציעו לכם ברזלים ותוכנה להריץ את השירותים שאתם מריצים בענן – מקומית ובענן, כמו ה-Azure Stack.
• שימוש ב-OpenShift – מערכת OpenShift קיימת לשימוש מקומי בשרתים שלכם או ב-OpenShift בענן, שקיים אצל כל ספקיות הענן.
‍

לסיכום

‍
רוב החברות שמריצות קונטיינרים בדרך מקומית, עושות זאת על מכונות וירטואליות. אין שום בעיה עם זה - אולם אם רוצים לגדול לכמות רצינית של קונטיינרים, כדאי לחשוב על פתרון אחר, "מחוץ לקופסא" שייתן לכם מענה דינמי לכמות הגולשים שמגיעה ולצרכים של החברה. אל תנסו לחשוב על Scale Up, תחשבו על Scale Out.

‍

מאת: חץ בן חמו, יועץ ומומחה בנושאי ענן, וירטואליזציה, לינוקס, אחסון ועוד

‍

רוצים להתעדכן בתכנים נוספים בנושאי ענן וטכנולוגיות מתקדמות? הירשמו עכשיו לניוזלטר שלנו ותמיד תישארו בעניינים > להרשמה

‍