I framework serverless sono richiesti negli ultimi anni e hanno assistito a una maggiore adozione tra gli sviluppatori.
Tuttavia, le applicazioni basate su container sono già popolari, così come Kubernetes tra le aziende.
Kubernetes, senza dubbio, è un ottimo strumento con un buon potenziale. Il suo ecosistema sta anche crescendo con una varietà di nuovi strumenti e le ultime tecnologie, come Knative, che ha il potere di rendere Kubernetes ancora migliore.
Knative è stato introdotto per superare le situazioni che portano al fallimento e stabilire uno standard fondamentale per le piattaforme cloud e l’orchestrazione nativa del cloud.
In altre parole, il framework serverless Knative può soddisfare le esigenze di un’azienda molto meglio di altre implementazioni serverless basate su cloud.
In questa guida parlerò di Knative, dei suoi vantaggi, dei casi d’uso, della procedura di installazione, della procedura di lavoro e altro ancora.
Eccoci qui!
Sommario:
Cos’è Knative?
Knative è un framework serverless basato su Kubernetes sviluppato per la prima volta da Google. Carica ed esegue funzioni serverless in base ai requisiti dell’azienda, riducendo così al minimo gli sprechi. È un progetto open source che aggiunge componenti per distribuire, eseguire e gestire applicazioni serverless su Kubernetes.
Lo scopo principale del framework serverless Knative è gestire gli standard per l’orchestrazione multipiattaforma. Ciò viene implementato integrando la funzione di creazione di container, ridimensionamento automatico, modelli di eventi e gestione del carico di lavoro.
In precedenza, c’erano una varietà di soluzioni open source diverse da Knative. Ogni soluzione ha il suo modo di implementazione, che può causare la frammentazione del mercato poiché mancano pratiche standardizzate. Ciò significa che la scelta di un provider specifico è necessaria se si desidera una particolare funzionalità del sistema.
Tuttavia, i problemi di migrazione hanno iniziato a venire in primo piano. E per evitare tali problemi, è stato introdotto il framework serverless Knative. Quindi, se hai difficoltà a incorporare qualsiasi attività, Knative può farlo in modo efficiente all’interno della pipeline basata su Kubernetes.
Knative ha tre pezzi:
- Knative Build: crea immagini di container e le rende disponibili dal codice sorgente.
- Knative Serving: utilizza Istio e Kubernetes per connettere e distribuire queste immagini di container tramite le risorse dell’infrastruttura assegnate.
- Knative Eventing: consente agli utenti di definire i trigger di eventi e consente agli utenti di associare i trigger di eventi a funzioni containerizzate.
Ogni volta che Knative identifica un evento, definisce il processo associato per eseguirlo su richiesta. Con Knative, non è necessario allocare nodi contenitore, cluster e pod per il lavoro poiché Knative esegue il commit delle risorse di hosting solo quando viene eseguito un determinato processo. In questo modo, Knative bilancia i vantaggi serverless e container.
Concetti fondamentali di Knative
Discutiamo i concetti principali di Knative Serverless Framework e come si riferiscono alle primitive Knative.
Costruire
La creazione di Knative aiuta a utilizzare ed estendere le primitive di Kubernetes esistenti, consentendoti di eseguire build di container dall’origine. Abilita il codice sorgente dalle dipendenze e dal repository, creando immagini di container e registrandole.
Eventi
L’evento consente di creare una migliore comunicazione tra consumatori e produttori di eventi ad accoppiamento libero per la creazione dell’architettura basata sugli eventi. Knative mette questi eventi in una coda che doveva essere eseguita automaticamente senza lo script degli sviluppatori.
Successivamente, questi eventi vengono consegnati ai container. Invia quindi feed ai produttori di eventi per eseguire attività. Ciò ridurrà il carico di lavoro dello sviluppatore nella creazione del codice per la creazione della connessione.
Funzioni
Una funzione è un’unità di distribuzione indipendente e un servizio di servizio Knative, come un microservizio. Il suo codice è scritto per eseguire una singola attività, come ad esempio:
- Elaborazione di un file in un database
- Salvataggio di un utente in un database
- Esecuzione di un lavoro programmato
Il framework serverless Knative è progettato per consentirti di sviluppare e distribuire funzioni in modo efficace e gestirle.
Plugin
Estendi o sovrascrivi facilmente le funzionalità del framework serverless Knative utilizzando i plug-in. Ogni file serverless.yml contiene una proprietà plug-in che presenta vari plug-in.
Risorse
Le risorse sono i componenti dell’infrastruttura serverless di Knative utilizzati dalla tua funzione, tra cui:
- Origine evento AWS SQS
- Un’attività pianificata (eseguita ogni 5 minuti, 10 minuti, ecc.)
- Una fonte di eventi Kafka
E altro ancora.
Servizi
I servizi sono come un progetto. Quindi, un servizio è l’unità organizzativa del framework serverless di Knative. Sebbene tu possa avere molti servizi per un’applicazione, puoi pensare al servizio come a un file di progetto.
È qui che sarai in grado di definire le funzioni, gli eventi e le risorse, il tutto in un unico file intitolato serverless.yml, serverless.json o serverless.js. Quando si distribuiscono i servizi con il framework serverless, tutto nel file viene distribuito contemporaneamente.
Servendo
Knative-serving è integrato in Istio e Kubernetes che supporta la distribuzione delle applicazioni. Consente lo sviluppo rapido di container serverless, la programmazione di rete e il ridimensionamento automatico per i componenti Istio. Knative-serving considera i container come un servizio scalabile che può variare da un’istanza a più istanze di container.
Caratteristiche di Knative
Discutiamo alcune delle caratteristiche del framework serverless Knative:
- Knative è un framework serverless basato su Kubernetes che ti consente di distribuire servizi su Kubernetes.
- Si integra facilmente Knative con l’ambiente supportato
- Gli sviluppatori possono utilizzare direttamente l’API Kubernetes con l’aiuto di Knative per distribuire servizi serverless
- Consente agli utenti di attivare servizi serverless con l’aiuto del sistema di eventi di Knative
Come funziona Knative?
Il framework serverless Knative funziona come un segmento di gestione degli eventi e collega Istio e Kubernetes. Kubernetes funziona come orchestratore per microservizi e contenitori. Istio, d’altra parte, è una tecnologia mesh open source che riunisce vari componenti per interagire con l’utente e se stessi.
Knative offre agli utenti più componenti mirati per svolgere il lavoro quotidiano di base. Questi componenti vengono utilizzati ancora e ancora in una varietà di applicazioni. Uno sviluppatore può utilizzare qualsiasi linguaggio di programmazione. Quindi, non è richiesta una conoscenza specifica delle lingue poiché Knative riconosce solo le immagini del contenitore.
Ci sono tre componenti del framework serverless di Knative che sono le chiavi del suo funzionamento.
Costruire nuovi container
Il componente build è responsabile della creazione di nuovi container. Può convertire i codici sorgente in un contenitore. Knative può essere configurato per soddisfare esigenze aziendali specifiche.
Innanzitutto, Knative estrae il codice sorgente dalla libreria come Github. Quindi, le dipendenze sottostanti vengono aggiunte in modo che il codice venga eseguito in modo efficace. Le immagini del contenitore vengono quindi costruite e inserite in file a cui la piattaforma Kubernetes può accedere.
Il contenitore viene reso disponibile agli sviluppatori che utilizzano Kubernetes e Knative. Pertanto, i contenitori vengono creati purché sia nota l’origine del codice.
Servire o eseguire la piattaforma
Il componente di servizio è responsabile del funzionamento della piattaforma. Implica:
- Configurazione: la configurazione è certa nella gestione di più versioni del servizio. Ogni volta che viene implementata la nuova funzionalità di un container, Knative salva la versione esistente e ne crea una nuova con le ultime modifiche e funzionalità. Inoltre, Knative definisce lo stato di un servizio.
- Ridimensionamento automatico: per migliorare il funzionamento dei contenitori serverless, è necessario essere in grado di aumentare o ridurre automaticamente i contenitori. Knative può ridimensionare automaticamente i servizi a molti, se necessario.
- Instradamento intelligente dei servizi: è una parte importante del meccanismo di lavoro di Knative. Consente agli sviluppatori di indirizzare il flusso e la quantità di traffico a diverse versioni esistenti dei microservizi. Durante l’introduzione di nuove funzionalità e strategie di implementazione blu-verde, è possibile utilizzare l’instradamento dei servizi intelligente.
Ti consente di esporre una frazione di utenti al test e alla versione recenti e instradare gradualmente un vasto traffico alla nuova versione.
Eventing per definire le funzioni
La componente di eventi di Knative è responsabile della descrizione della funzione di Knative. Consente di definire il funzionamento dei contenitori in base agli eventi. Eventi diversi attivano funzioni specifiche dei contenitori.
Gli sviluppatori possono definire i trigger di eventi e i contenitori associati per consentire a Knative di svolgere il proprio lavoro. Knative gestisce l’elenco degli eventi e la consegna degli eventi.
Benefici di Knative
Knative fornisce servizi come la gestione dei percorsi, il rilascio graduale e la connessione ai servizi. Vanta una vasta comunità. Discutiamo di come Knative influenza le aziende ad adottare questa tecnologia.
- A differenza di altre soluzioni, Knative ha eventi standard ed è compatibile con la soluzione FaaS. Offre un framework standard CloudEvent che aiuta nella progettazione di un’architettura serverless.
- Sebbene Knative non sia un PaaS, ti consente di creare un PaaS serverless con la piattaforma di orchestrazione serverless.
- Knative ha un design serverless completo e maturo.
- Supporta la multipiattaforma e offre uno standard universale tra i fornitori di servizi cloud per eliminare la possibilità di vincolare i fornitori con una soluzione specifica.
- Knative fornisce una struttura flessibile.
- Supporta rilasci a fasi proporzionali.
- Puoi sperimentare l’ecosistema serverless all’interno di un ambiente containerizzato.
- Knative rimuove l’affidabilità dalla gestione e dagli strumenti.
- Puoi migrare rapidamente ad altri provider cloud integrati con Knative implementando Kubernetes.
- Offre un modello di calcolo basato sulla richiesta.
- Ti consente di gestire i flussi di lavoro come servizio.
- Con Knative puoi elaborare i dati IoT, eseguire controlli di accessibilità e convalidare le configurazioni dei tuoi gruppi di sicurezza.
- Consente agli sviluppatori di concentrarsi sulla codifica e di creare rapidamente codice iterativo.
- Garantisce che gli sviluppatori incorporeranno nuove versioni.
- Il modello basato sugli eventi di Knative aiuta a implementare i progetti, inclusi l’abbonamento, la connessione al sistema esterno e la registrazione.
Sfide di Knative (e alcune soluzioni)
Sfide di efficienza
Un Framework Knative che supporta le applicazioni corrette offre prestazioni migliori a un costo minimo. Tuttavia, un mix improprio di applicazioni può comportare costi più elevati e risorse del contenitore sottoutilizzate. Ciò potrebbe portare a prestazioni scadenti delle applicazioni, che è la sfida più grande dell’implementazione serverless di Knative.
Pertanto, un pool di risorse di dimensioni ridotte o applicazioni errate possono distruggere molti vantaggi di Knative.
Puoi superare questa sfida eseguendo test per verificare le quantità di risorse e il mix di applicazioni su Knative. Misurare i carichi degli eventi dimensionando i carichi medi e massimi per ciascuno e stimare il consumo totale di risorse. Ripetere questa operazione per diverse applicazioni per creare ed eseguire una configurazione di prova per convalidare le stime.
Sfide funzionali
Le sfide funzionali di Knative potrebbero essere:
- Knative dipende dalle funzioni che si adattano a un modello senza stato. Ciò significa che nessun dato viene memorizzato nel componente stesso. Lo sviluppo delle funzioni non è una fase difficile, ma richiede un leggero spostamento nell’approccio, il che significa che un singolo errore può rovinare le prestazioni del software.
- I dati aziendali sono costituiti da transazioni a più passaggi e le funzioni stateless mantengono il contesto in tutti i passaggi. Knative non ha quella capacità come possono fare gli strumenti serverless del cloud pubblico.
Il monitoraggio regolare e la risoluzione dei problemi possono aiutarti a mantenere le tue prestazioni a punteggi decenti.
Sfide operative
Rispetto alle offerte serverless in un cloud pubblico, Knative presenta una sfida operativa. Gli amministratori non controllano i server sottostanti con il cloud pubblico. Tuttavia, dovranno gestire i server insieme a Kubernetes, container, Knative e Istio stesso.
Knative estende minimamente le operazioni e la complessità dello sviluppo per le aziende che si sono già impegnate in Kubernetes e container. Coloro che si dedicano a service mesh e microservizi troveranno in Knative un’estensione naturale.
Casi d’uso di Knative
Per le applicazioni che danno origine a un numero variabile di eventi che rimane entro o oltre i limiti di tempo stabiliti, Knative è il migliore per loro. Casi d’uso specifici del framework serverless Knative includono:
L’orientamento all’evento è essenziale. Se i team IT non riescono a immaginare un’applicazione come una serie di eventi anziché transazioni, Knative potrebbe non essere una buona scelta per motivi funzionali ed efficienza.
Prerequisiti e installazione di Knative
Come si vede nelle sezioni precedenti, Knative è un insieme di componenti come la creazione di eventi e il servizio che viene eseguito su una rete di servizi e un cluster di orchestrazione del carico di lavoro. Ci sono utilità della riga di comando che dobbiamo installare per un funzionamento semplice. Pertanto, abbiamo bisogno di alcune dipendenze per assicurarci di poter procedere con l’installazione.
Prerequisiti
Esistono diverse opzioni per installare Kubernetes. Docker Desktop viene per abilitare un semplice cluster Kubernetes che serve vari scopi. L’approccio semplice consiste nell’usare Kubernetes in Docker per eseguire il cluster Kubernetes insieme ai nodi del contenitore Docker. Il modo conveniente per lavorare con il cluster consiste nell’usare lo strumento da riga di comando di Knative.
La Knative CLI offre un’interfaccia facile e veloce per creare le sue risorse. Aiuta in attività complesse come la suddivisione del traffico e la scalabilità automatica. Il modo conveniente è scaricare il binario compatibile dalla pagina GitHub.
Installazione
Una volta che abbiamo tutti i prerequisiti, possiamo procedere all’installazione dei componenti. Per l’ambiente di sviluppo, è disponibile un plug-in di avvio rapido. Il plug-in aiuta nell’installazione di un cluster Knative locale utilizzando il client Knative. Puoi scaricare il plug-in di avvio rapido dalla pagina di rilascio ufficiale.
Conclusione: il futuro di Knative
Knative ha sostituito l’elaborazione serverless fornendo il ridimensionamento automatico delle applicazioni. Ha un impatto significativo sul sistema interoperabile e modulare.
In futuro, si prevede che Knative coprirà le attuali carenze e diventerà una delle tecnologie più efficienti per eseguire l’architettura serverless.
La tecnologia Knative è più influente per gli sviluppatori considerando i suoi vantaggi rispetto alle alternative serverless. Knative ti aiuterà a risparmiare molto tempo sostituendo la necessità di costruire e mantenere le estensioni Kubernetes. Gli sviluppatori sono abbastanza soddisfatti della tecnologia Knative in quanto è facile da usare e un’ottima alternativa alle soluzioni serverless.
Quindi, se vuoi massimizzare la potenza dell’ambiente Kubernetes nei tuoi flussi di lavoro cloud, adotta la tecnologia Knative e osserva tu stesso i vantaggi.