What is Kubernetes Used For?

• A Container is a basic software unit that packages up code and all its dependencies so an application can run smoothly in any environment. Each container is made up of a hardware, an operating system, a container engine, libraries, and dependency’s and finally the application. Everything the application needs to run is inside the container which means it can be created and deleted quickly using automation.
  • Entro il 2025, l’85% delle aziende a livello mondiale utilizzerà applicazioni containerizzate in ambiente di ^produzione1

Orchestrazione dei container

• L’orchestrazione dei container consiste nell’automazione dei carichi di lavoro containerizzati. È fondamentale quando si lavora con i container, poiché consente di distribuire la stessa applicazione in ambienti diversi senza doverla riprogettare.

Kubernetes

Che cos’è Kubernetes (noto anche come K8s)?

• Kubernetes is an open-source container orchestration software designed for deploying, managing, and scaling containers. So, what does that mean? Essentially it eliminates much of the manual processes that needs to be done during deploying and scaling containerized workloads, even across various types of physical, virtual, and cloud environments.
• Secondo un recente sondaggio condotto dalla Cloud Native Computing Foundation su 3.800 intervistati, il 96% delle organizzazioni sta utilizzando o valutando Kubernetes2

Lo sapevi?

• The name Kubernetes comes Greek word κυβερνήτης (kubernḗtēs) which means pilot or helmsman therefore the Kubernetes logo is a ship’s steering wheel.  Kubernetes is often abbreviated as K8s because there are 8 letters in between ‘K’ and ‘S’
• Kubernetes è stato originariamente sviluppato e progettato dagli ingegneri di Google e successivamente donato alla CNCF nel 2015.

Come funziona?

• Kubernetes is a concept made up of several different components, and, while there are several elements and use-cases in the implementation of Kubernetes, the main concepts to understand are: the Control Plane, Pods, and Nodes.
  • The Control Plane consists of elements and API processes which coordinate workloads and communications, allowing for the smooth flow of information and resource allocation across the environment.
  • Pods are the base element in Kubernetes. A Pod consists of one or more containers and are co-located on the same node.
  • A Node (also known as a minion, or worker)is a machine on which containers are deployed. Each node must run a container runtime such as Docker, CoreOS rkt, Containerd, etc. Multiple Nodes can be grouped into Clusters.

Il tuo ambiente IT e Kubernetes

• A seguito dei cambiamenti nelle moderne pratiche informatiche, gli utenti si aspettano che le applicazioni siano disponibili 24 ore su 24, 7 giorni su 7, e talvolta ci si aspetta che gli sviluppatori siano in grado di distribuire nuove versioni delle applicazioni più volte al giorno. Inoltre, gli ambienti IT sono sempre più ibridi e basati su approcci multi-cloud, che integrano risorse on-premise con cloud pubblici o privati di diversi fornitori. Sebbene i sistemi a container abbiano consentito agli sviluppatori di rendere il software più portabile e di contenere tutti i pacchetti necessari per l’esecuzione di un servizio, erano comunque limitati dalla quantità di lavoro manuale necessario per configurare e modificare ogni singolo container all’interno di un ambiente.
• Kubernetes può aiutare le organizzazioni a gestire meglio i propri carichi di lavoro e a ridurre i rischi. Kubernetes è in grado di automatizzare le operazioni di gestione dei container e di ottimizzare l’utilizzo delle risorse IT. Può persino riavviare i container orfani, arrestare quelli non in uso e ricrearli. Kubernetes automatizza la distribuzione dei container senza che i DevOps debbano occuparsi manualmente di tutte le operazioni. Ciò consente agli sviluppatori di distribuire nuove versioni di applicazioni specifiche con maggiore frequenza e permette il rilascio e l’aggiornamento senza tempi di inattività, anche su più ambienti (ad esempio Dev, Test, Prod).

Vantaggi di Kubernetes

• I principali vantaggi di Kubernetes possono essere riassunti come segue: riduzione dei tempi di sviluppo e rilascio delle applicazioni, ottimizzazione dei costi IT, maggiore scalabilità e disponibilità del software, flessibilità negli ambienti multi-cloud e portabilità nel cloud.
• Carichi di lavoro portabili
  • Because Kubernetes is an open source your workloads become portable take advantage of on-prem, hybrid, and multiple cloud environment— all while maintaining consistency across each environment.
• Flessibilità
  • Indipendentemente da dove si esegua Kubernetes, esso offre flessibilità negli ambienti ibridi e multi-cloud, consentendo il funzionamento senza intoppi di qualsiasi nostra applicazione in qualsiasi ambiente pubblico o privato.
• Automazione
  • Kubernetes è in grado di automatizzare gli ambienti containerizzati fungendo da sistema operativo. Lo fa automatizzando i requisiti operativi dei carichi di lavoro containerizzati.
• Scalabilità e disponibilità
  • Kubernetes consente di definire applicazioni containerizzate complesse e di distribuirle su cluster di server. Man mano che Kubernetes scala le applicazioni in base allo stato desiderato, monitora e mantiene automaticamente lo stato di integrità dei container.

Kubernetes Architecture 

• Piano di controllo di Kubernetes: noto anche come macchina master, è il livello di orchestrazione dei container che espone l’API e le interfacce necessarie per definire, distribuire e gestire il ciclo di vita dei container, nonché i nodi che ospitano le applicazioni containerizzate. Assicura che ogni cluster sia mantenuto nello stato desiderato.

I componenti del piano di controllo

• Server API: l’interfaccia di programmazione dell’applicazione (API) è il front-end di Kubernetes. È qui che i client inviano la richiesta iniziale relativa a un oggetto o a una raccolta; il server verifica la validità della richiesta e, se valida, la elabora. Il server API viene inoltre utilizzato per trasmettere, creare e configurare i dati all’interno dei cluster K8.
• Scheduler di K8s: lo scheduler è il componente che monitora e gestisce i pod appena creati e li assegna a un nodo affinché possano funzionare senza intoppi.
• Responsabile dei controller: all’interno del piano di controllo sono presenti diversi controller, ovvero i circuiti di controllo progettati per monitorare lo stato del cluster e apportare o richiedere modifiche secondo necessità.
• Etcd: è un database in cui sono memorizzati tutti i tuoi contenitori. Si tratta di un archivio chiave-valore distribuito e fortemente coerente che conserva e gestisce le informazioni fondamentali necessarie al funzionamento dei sistemi.
• Cluster
  • NODO: (noto anche come “minion” o “worker”) è una macchina su cui vengono distribuiti i container. Ogni nodo deve eseguire un runtime per container, come Docker, CoreOS rkt, Containerd, ecc. È possibile raggruppare più nodi in cluster.
  • Pod: are the base element in Kubernetes. A Pod consists of one or more containers and are co-located on  nodes.
    • È qui che vengono conservate tutte le tue informazioni importanti

Modernizzazione con Kubernetes

• Kubernetes consente di semplificare e accelerare la migrazione delle applicazioni da un ambiente on-premises a cloud pubblici o privati, offerti da qualsiasi provider. Le applicazioni possono essere migrate sul cloud attraverso l’adozione di diverse metodologie:
  • la semplice trasposizione dell’applicazione, senza alcuna modifica al codice (Lift & Shift);
  • le modifiche minime necessarie per consentire all’applicazione di funzionare su nuovi ambienti (replatforming);
  • la profonda rielaborazione della struttura e delle funzionalità dell’applicazione (rifattorizzazione).

• Modernizza il tuo ambiente in modo più agevole che mai grazie all’adozione di Kubernetes. Non dovrai più chiederti dove si trovino i tuoi dati: tutti i tuoi dati sono archiviati in un unico posto. Lo storage di Kubernetes si basa sui volumi. I volumi possono essere persistenti o non persistenti. All’interno dei pod, i container richiedono ulteriore spazio di archiviazione.
  • Kubernetes can be built once and then is able to be deployed anywhere. This means no matter where you build your cluster whether it is on prem or in the cloud you don’t need to rebuild the solution you just have to deploy a different cluster.

Sfida

• Kubernetes clusters can be prone to ransomware attacks, like any other workload. In some cases, a hacker can gain access to what is inside of your pod –  potentially receiving critical information about your organization. Therefore, backing up and having data protection for your clusters is vital when it comes to moving your workloads around.

Backup di Kubernetes

• Si tratta del processo di backup di tutti i componenti in esecuzione su una piattaforma di orchestrazione Kubernetes, che include tutte le applicazioni containerizzate dell’organizzazione. Poiché un cluster Kubernetes è composto da numerosi componenti – pod, nodi, piano di controllo e volumi – ciascuno di essi necessita di un adeguato livello di protezione. La protezione è fondamentale per un cluster, soprattutto perché le organizzazioni fanno sempre più affidamento su Kubernetes. Il backup di un cluster Kubernetes garantisce che i dati, le configurazioni e i file siano protetti da qualsiasi attacco. Ecco perché è necessaria una soluzione in grado di eseguire il backup dell’intero cluster.
• Le fasi principali del Kubernetes Backup includono:
  • L’individuazione
  • Individuazione delle risorse
  • Backup
    • Secondo il rapporto di Red Hat sullo stato della sicurezza di Kubernetes del 2022, il 93% degli intervistati ha subito almeno un incidente di sicurezza nei propri ambienti Kubernetes negli ultimi 12 mesi, il che in alcuni casi ha comportato una perdita di ricavi o di clienti³

Commvault and Metallic’s Kubernetes Backup

Commvault e la protezione dei dati in Kubernetes

• Commvault has the ability to back up your entire cluster unlike most solutions that can only back up your containers. Commvault provides data protection for persistent storage in your stateful applications. Commvault’s solution automates back up of this data all from a single platform that increases the visibility and management capabilities of your entire environment. Our solution gives you the flexibility to migrate and deploy containers from on-prem to cloud, cloud to cloud and even back on- prem seamlessly with ease. It also offers broad support for VMs, data services and cloud services in a single platform. It is also compatible with all CNCF- certified distributions and integrated with CSI for snapshot-based backups.
• Commvault has been recognized by the 2022 GigaOm report as a “leader and outperformer” in Kubernetes data protection for our flexible deployment architecture and single interface across multiple deployments. The report also states that our security and ransomware controls are extensive which makes it suitable for larger enterprises.

Come funziona Commvault

• Commvault pianifica l’esecuzione di un gruppo di lavoratori temporanei per eseguire il trasferimento dei dati. Le impostazioni specificano un registro container privato in cui è possibile archiviare un’immagine che Commvault può scaricare. Ciò consente di consolidare i cluster, semplificare la migrazione tra cluster e ottimizzare la gestione del ciclo di vita dei cluster.

Le sfide che Commvault deve affrontare

• Prima dell’introduzione di Commvault, le organizzazioni dovevano fare i conti con la proliferazione dei cluster, gestirne il ciclo di vita e procedere al loro consolidamento. Commvault aiuta ad affrontare queste sfide consentendo di migrare con facilità le applicazioni Kubernetes su qualsiasi cloud.

Backup di Metallic e Kubernetes Backup

• Metallic offre servizi di VM & Kubernetes Backup. Si tratta dell’unico servizio SaaS di protezione dei dati che garantisce una copertura completa dei carichi di lavoro ibridi, assicurando che i vostri container siano sempre al sicuro.
• VM & Kubernetes Backup di Metallic è una soluzione che consente di estendere facilmente il proprio ambiente ai container per modernizzare le applicazioni in tutta sicurezza, garantendo al contempo la protezione delle applicazioni tradizionali. Sia che si operi in ambiente on-premise o nel cloud, Metallic supporta tutte le distribuzioni Kubernetes certificate dalla Cloud Native Computing Foundation, quali Azure Kubernetes Service (AKS), Amazon EKS, VMware, Rancher e molte altre.
• Metallic è in grado di proteggere database su cloud o on-premise, sistemi di controllo del codice sorgente, registri di immagini e archivi oggetti cloud-native.
• Grazie alla flessibilità senza pari, alla sicurezza assoluta e alla gestione semplificata di questa soluzione, tutti i vostri carichi di lavoro sono coperti.

Conclusione

Kubernetes è il futuro: è giunto il momento di assicurarsi che tutti i vostri carichi di lavoro siano protetti e possano migrare in sicurezza sul cloud. Commvault è la scelta più semplice. Siamo stati nominati leader e “outperformer” nel rapporto GigaOm 2022 sulla protezione dei dati in Kubernetes grazie al nostro ampio supporto dei carichi di lavoro, alla compatibilità con le distribuzioni certificate CNCF e ai controlli approfonditi contro il ransomware. Quindi preparate le valigie: la nave salpa oggi alla volta del cloud.

Riferimenti

1. Best Practices for Running Containers and Kubernetes in Production – 4 Aug 2020 – Gartner ID G00730344 – 2. CNCF 2021, Annual Survey – 3. Red Hat 2022, State of Kubernetes Security Report