הפתרון למעבר מ-VM לקונטיינר: Kubevirt

כל מי שהתחיל ומשתמש בקונטיינרים, Kubernetes וכו' – מבין בוודאי שקונטיינרים אינם מכונות וירטואליות. בניגוד ל-VM, קונטיינר מקבל שרותי OS ממערכת ההפעלה המותקנת על ה-VM (או על הברזל) שמריץ את הקונטיינר, ולפיכך, קונטיינרים ברוב המקרים הם דברים די קטנים בהשוואה למערכת הפעלה מלאה המותקנת ב-VM, גם כשהיא מותקנת כ-Minimal.

בניגוד לסטארטאפים שברוב הזמן מתחילים להקים את רוב התשתית שלהם בקונטיינרים, בחברות בינוניות וגדולות, המצב שונה לחלוטין – אצלן הכל רץ או בתוך מכונות VM או על ברזלים. המרת VM לקונטיינר יכולה להיות דבר קטן ופשוט, ולפעמים זו יכולה להיות עבודה מייגעת וארוכה - במיוחד אם ב-VM רצים מספר אפליקציות וצריך להפריד כל אפליקציה לקונטיינר (לא מומלץ להריץ מספר אפליקציות בקונטיינר) ולדאוג שהן "ידברו" אחת עם השניה.

ישנם גם מקרים שאי אפשר להמיר מכונת VM לקונטיינרים חדשים. מקרים כמו:

• האפליקציה רצה ומבוססת על Windows
• האפליקציה רצה על גרסת לינוקס מאוד ישנה
• האפליקציה רצה על מערכת הפעלה שאינה מבוססת לינוקס
• ה-VM נבנה ע"י מומחה חיצוני ולאף אחד אין מושג ירוק איך הדברים מוגדרים ב-VM (לדוגמא: Cobol ישן)

במקרים כאלו, קשה מאוד או בלתי אפשרי להמיר ידנית את המכונות הללו לקונטיינרים, וכך פרויקטים לקונטיינריזציה מתעכבים או שממשיכים להריץ את מכונת ה-VM בתוך פתרון וירטואליזציה (vSphere לדוגמא) – אבל אז מפסידים את כל היתרונות של Kubernetes או Openshift.

וכאן, נכנסת לתמונה אפליקציית Kubevirt.

‍

הכירו את Kubevirt

אפליקציית Kubevirt מרחיבה בעצם את Kubernetes/OpenShift ומוסיפה למערכת תמיכה בקונטיינרים מסוג נוסף: קונטיינר שמריץ VM. כך בעצם אפשר לקחת VM מהדוגמאות לעיל ו"להכניס" אותו לתוך קונטיינר, כדי שנוכל להריץ אותו כמו שאנחנו מפעילים קונטיינרים נוספים, ובכך נוכל להשתמש באפליקציה שרצה ב-VM, נוכל לשכפל את הקונטיינר לפי פרמטרים שנרצה, לשדרג את הקונטיינר ועוד.

מאחורי הקלעים, מה ש-Kubevirt עושה, הוא להשתמש ב-KVM (הווירטואליזציה המצויה בכל לינוקס) ובספריית Libvirt וספריות נוספות בכדי ליצור POD ובתוך ה-POD להריץ VM. את אותו VM אנחנו נגדיר בעזרת קבצי YAML, כמו שמגדירים כל דבר ב-Kubernetes, וכך נוכל להגדיר כמות זיכרון, היכן הדיסק הווירטואלי יושב, האם ה-VM יהיה בעצם Immutable (כלומר שכל שינוי ל-VM ימחק ברגע שה-VM "כובה"), ועוד פונקציות נוספות. הגישה ל-VM תוכל להתבצע בכלים הרגילים (SSH, RDP) או VNC וחיבור סריאלי וירטואלי (במקרה שמדובר בלינוקס או כל מערכת תואמת UNIX אחרת).

מכיוון שב-Kubernetes אפשר להשתמש בכל מיני "דרייברים" (Storage Classes, Volumes), נצטרך להמיר בשלב ראשון את הדיסקים הווירטואליים של ה-VM מהפורמט הנוכחי (VMDK ב-vSphere) לפורמט ש-KVM ו-libvirt יכולים להבין ולהשתמש. סוג הדיסק שאנחנו נצטרך יהיה RAW וכלי ההמרה (שצריך לרוץ תחת לינוקס) הוא virt-v2v (זה קצת יותר מורכב ממה שהקישור מראה). מהרגע שביצענו זאת, אנחנו "מנתקים" בעצם את ה-VM מהווירטואליזציה הנוכחית (נניח vSphere), אבל ה-VM עדיין נשאר ב-vSphere. ברגע שיש לנו את הקובץ בפורמט RAW, נוכל להשתמש בכלי כמו CDI כדי לבצע Import של ה-Image לתוך Volume שנגדיר. אחרי שהצלחנו (שוב, לא דבר כל כך קל, אלא אם אתם משתמשים ב-Openshift דרך ה-WEB UI), אנחנו נגדיר POD עם ה-VM ושם אנחנו נבחר דברים כמו כמות זיכרון, מערכת הפעלה, וכו'. בזמן ההגדרות נוכל להוסיף דיסקים וירטואליים חדשים ל-VM ועוד. לאחר שהתהליך מסתיים ונפעיל את ה-VM, תופיע כתובת IP שדרכה נוכל להתחבר אל ה-VM.

‍

‍

לפני שמתחילים

לפני שרצים לקחת את הרעיון ולממש אותו, חשוב לזכור את הדברים הבאים:

• Kubevirt עובד על כל גרסת Kubernetes מ-1.10 ומעלה, ו-OpenShift 3.11 ומעלה
• בשביל לקבל ביצועים טובים עם ה-VM, יש צורך בתמיכת Nested Virtualization (אם ה-Kubernetes שלכם רץ כמכונה וירטואלית)
• עננים ציבוריים: אם אתם רוצים להריץ Kubevirt על ענן ציבורי, תצטרכו לבחור Instances שכוללים תמיכת Nested Virtualization. גם לאז'ור וגם לגוגל יש
מכונות כאלו, ב-AWS אין ולפיכך ב-AWS מכונות VM כאלו ירוצו יותר לאט מאחר ומדובר באמולציית X86-64 בתוכנה

• דיסקים וירטואליים: מכיוון שאין Thin Provisioning בשיטה כזו, הווליומים יהיו גדולים (כמה שהגדרתם ב-VM בהתחלה תחת vSphere), לכן אם הגדרתם את ה-VM עם דיסק של 100 ג'יגה אבל השתמשתם רק ב-15 ג'יגה, הקטינו את הדיסק (הוראות נמצאות כאן אם מדובר ב-vSphere)
• נקודה נוספת חשובה לגבי דיסקים וירטואליים: אפשר לצרף אותם ישירות ל-Image של הקונטיינר אך הדבר אינו מומלץ (אלא אם אתם רוצים להפיץ את ה-Image החוצה)
• קישוריות ל-VM ותקשורת: במקור כברירת מחדל יש ל-VM חיבור רשת יחיד. יחד עם זאת ניתן להשתמש ב-Multus או Genie כדי להוסיף דברים רבים הקשורים לרשת: VLAN, Bridges, אפילו PXE Boot – תשתוללו חופשי
• ניתן לשכפל את ה-VM לפי כל פרמטר שתרצו כדי לעמוד בעומסים. לשם כך תצטרכו להגדיר בקובץ YAML את ה-AccessModes לפי הצרכים שלכם
• KVM – מכיוון שה-VM שלכם ירוץ תחת KVM, כדאי להכיר את KVM. תרימו מכונת לינוקס, תפעילו Nested Virtualization ותריצו את Virt Manager (נקרא גם VMM). יש
המון פונקציות והגדרות וכדאי להכיר אותם לפני כן, אחרת תקבלו הפתעות (במיוחד אם מכונת ה-VM שלכם משתמשת ב-UEFI. יש תמיכה ל-UEFI אבל תצטרכו להגדיר כמה דברים לשם כך)

רוצים לשחק עם זה כאן ועכשיו מבלי להקים Kubernetes שלם? בשמחה! כנסו ללינק הזה ואתם מוזמנים לאחר מכן להיכנס ללינק הזה כדי להכיר כיצד לשדרג מכונות VM בתוך קונטיינרים.

אם אתם רוצים עוד הסברים על Kubevirt כולל הדגמה של לינוקס ו-Windows Server 2012, אתם מוזמנים לצפות בקליפ (הארוך – שעה) הבא.

‍

לסיכום

אם אתם רוצים לעבור לקונטיינרים והדבר היחיד שמפריע זה מכונה אחת (או מספר מכונות) שבעייתי להמיר אותן ידנית לקבצי Docker Images ושירוצו כקונטיינרים טבעיים, Kubevirt יכול לסייע בכך. חברות כמו SAP, nVidia, Cloudflare כבר משתמשות ב-Kubevirt. חשוב לציין: Kubevirt עדיין לא מוגדר כגרסה סופית (מצד שני, גם Kubernetes לא מוגדר כך). אם אתם משתמשים ב-OpenShift מגרסה 3.10 ומעלה (גם בגרסת OKD – גרסת הקוד הפתוח) – קל מאוד לשלב את Kubevirt והחל מגרסה 4.2 – ה-Kubevirt יהיה חלק אינטגרלי (בגרסה הנ"ל תוכלו להתחבר ישירות ל-vCenter ולהמיר את ה-VM בכמה קליקים).

מיקרוסופט וגוגל כבר מזמן הבינו שאם רוצים למשוך את הלקוחות אליהם כדי שישתמשו בשרותי ה-Kubernetes שלהם, צריך לעזור ללקוחות בכך שיציעו המרה של מכונות VM להרצה בתוך קונטיינרים, וזה יהיה כנראה ה"גל" הבא.

‍

‍

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

רוצים להתעדכן בתכנים נוספים בנושאי ארכיטקטורת ענן? הצטרפו לפורום המקצועי של IsraelClouds בתחום > להרשמה