لایسنس OpenShift

پلتفرم OpenShift به عنوان یک راهکار کانتینری پیشرفته و سطح سازمانی، قابلیت‌های متنوع و کارآمدی برای استقرار، مدیریت، و مقیاس‌پذیری برنامه‌ها ارائه می‌دهد. کانتینرها (Containers) فناوری‌هایی هستند که به برنامه‌ها و خدمات این امکان را می‌دهند تا به‌طور مستقل و مجزا از هم روی یک سیستم عامل اجرا شوند. به‌عبارتی، کانتینرها مجموعه‌ای از کدها، کتابخانه‌ها و وابستگی‌ها هستند که به‌طور خودکفا یک برنامه را شامل می‌شوند و می‌توانند به راحتی بین محیط‌های مختلف (مانند توسعه، تست و تولید) جابه‌جا شوند. این پلتفرم که بر پایه Kubernetes طراحی شده، مجموعه‌ای از ابزارها و امکانات خودکارسازی CI/CD، امنیت، نظارت و شبکه را در اختیار کاربران قرار می‌دهد و با افزونه‌های اختصاصی خود از جمله CRI-O و RHEL CoreOS تجربه‌ای یکپارچه و ایمن برای مدیریت کانتینرها فراهم می‌کند.

در این مقاله، به بررسی معماری  لایسنس OpenShift، اجزای کلیدی آن و نحوه استفاده از قابلیت‌هایی مانند اپراتورها، شبکه، و مجازی‌سازی کانتینری پرداخته و مزایای آن در بهینه‌سازی عملکرد و ساده‌سازی فرایندهای توسعه و عملیاتی را مرور خواهیم کرد.

معماری لایسنس OpenShift

همانطور که گفته شد،  لایسنس OpenShift  که از انواع مدل لایسنس Red Hat  میباشد، یک راهکار کانتینری سطح سازمانی، ایمن و قابل اعتماد است که بر اساس Kubernetes منبع‌باز ساخته شده است. این پلتفرم با افزودن قابلیت‌های اضافی مانند داشبوردهای سرویس خودکار، خودکارسازی CI/CD، رجیستری تصاویر کانتینری، پشتیبانی از زبان‌های مختلف و سایر افزونه‌ها، قابلیت‌هایی در سطح سازمانی ارائه می‌دهد که از Kubernetes استاندارد فراتر می‌روند. نمودار زیر معماری پلتفرم کانتینری OpenShift را نشان می‌دهد و اجزای اضافه شده یا تغییر یافته توسط Red Hat را با رنگ سبز مشخص کرده است.

1. RHEL CoreOS: سیستم عامل پایه OpenShift، نسخه‌ای از Red Hat Enterprise Linux به نام CoreOS است. CoreOS یک نسخه سبک از RHEL است که ویژگی‌های ضروری سیستم عامل را فراهم می‌کند و به روزرسانی‌های از طریق اینترنت را به آسانی دریافت می‌کند. این سیستم عامل ترکیبی از هسته لینوکس RHEL و ویژگی‌های لازم برای میزبان‌های کانتینری را ارائه می‌دهد.
2. CRIO :CRIO یک جایگزین سبک برای Docker است که به عنوان رابط اجرای کانتینر Kubernetes (CRI) عمل می‌کند. این رابط اجازه می‌دهد که از ران‌تایم‌های سازگار با Open Container Initiative (OCI) استفاده شود و از تصاویر کانتینری OCI از هر رجیستری پشتیبانی می‌کند.
3. Kubernetes :Kubernetes موتور ارکستراسیون کانتینری است که به صورت استاندارد در صنعت شناخته می‌شود و با مدیریت میزبان‌های مختلف (master و worker) برای اجرای کانتینرها سروکار دارد. منابع Kubernetes نحوه ساخت، راه‌اندازی، مدیریت و اجرای برنامه‌ها را نیز تعریف می‌کنند.
4. ETCD :ETCD یک پایگاه داده توزیع‌شده از نوع کلیدمقدار است که اطلاعات پیکربندی و وضعیت خوشه و اشیاء Kubernetes را ذخیره می‌کند.
5. افزونه‌های Kubernetes در OpenShift: افزونه‌های Kubernetes در OpenShift شامل تعاریف منابع سفارشی (CRD) هستند که قابلیت‌های بیشتری نسبت به پیاده‌سازی Kubernetes استاندارد ارائه می‌دهند.
6. سرویس‌های کانتینری‌شده: بیشتر ویژگی‌های داخلی OpenShift به صورت کانتینری در محیط Kubernetes اجرا می‌شوند. این سرویس‌ها شامل قابلیت‌های پایه‌ای زیرساختی مانند شبکه، احراز هویت و موارد مشابه هستند.
7. Runtimes و xPaaS: این بخش نیز شامل تصاویر کانتینری آماده و قالب‌های پایه‌ای برای توسعه‌دهندگان است. مجموعه‌ای از تصاویر پایه برای محصولات میان‌افزاری JBoss مانند JBoss EAP و ActiveMQ و همچنین زبان‌ها و پایگاه داده‌های دیگر مانند Java، JS، PHP، MongoDB، MySQL و غیره فراهم شده است.
8. ابزارهای DevOps: رابط برنامه‌نویسی اپلیکیشن (API) اصلی‌ترین نقطه تعامل با پلتفرم است. رابط کاربری وب، خط فرمان و سایر ابزارهای CI/CD شخص ثالث می‌توانند به این API متصل شوند و به کاربران نهایی امکان تعامل با پلتفرم را می‌دهند.

معرفی اجزای اصلی لایسنس OpenShift

اجزای اصلی لایسنس OpenShift شامل نودها، اپراتورها و منابع شبکه است که هر کدام نقش حیاتی در عملکرد و مقیاس‌پذیری پلتفرم ایفا می‌کنند. نودها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند که شامل نودهای کلستر مستر که وظیفه مدیریت و کنترل کلستر را بر عهده دارند و نودهای کارگر که مسئول اجرای بارهای کاری و کانتینرها هستند. اپراتورها به مدیریت خودکار خدمات و منابع در OpenShift کمک می‌کنند و منابع شبکه شامل سرویس‌ها و دروازه‌ها هستند که ارتباطات بین کانتینرها و منابع خارجی را تسهیل می‌کنند.

• نودهای OpenShift: مانند Kubernetes استاندارد، OpenShift تفاوتی بین دو نوع نود master و نود worker دارد.
• مسترهای خوشه: نودهای master سرویس‌های مورد نیاز برای کنترل خوشه OpenShift مانند API Server، etcd و Controller Manager Server را اجرا می‌کنند،. این سرویس‌ها وظیفه تأیید و پیکربندی اشیاء Kubernetes، ذخیره‌سازی اطلاعات پیکربندی اشیاء و وضعیت خوشه و مدیریت درخواست‌های محلی برای کانتینرهای master را بر عهده دارند.
• Cluster Workers: نودهای worker سه سرویس اصلی Kubelet، KubeProxy و Runtime کانتینر CRIO را اجرا می‌کنند. ورک‌کرها به گروه‌های MachineSets CRDs تقسیم می‌شوند و به تغییرات منابع درخواستی پاسخ می‌دهند و ارتباطات شبکه‌ای بین پادها را مدیریت می‌کنند.
• اپراتورها: اپراتورها روش ترجیحی برای مدیریت سرویس‌ها در OpenShift هستند. اپراتورها با API و ابزارهای CLI Kubernetes یکپارچه می‌شوند، وضعیت سلامت سرویس‌ها را بررسی می‌کنند و به‌روزرسانی‌ها را مدیریت می‌کنند تا برنامه در وضعیت مطلوب باقی بماند.
• اپراتورهای پلتفرم: این اپراتورها مسئول مدیریت سرویس‌های کل پلتفرم OpenShift هستند و APIهایی را برای مدیران فراهم می‌کنند تا این اجزا را پیکربندی کنند.
• اپراتورهای برنامه‌ها: اپراتورهای مربوط به برنامه‌ها توسط مدیریت چرخه عمر اپراتور خوشه مدیریت می‌شوند. این اپراتورها از Red Hat و یا سایر شرکت‌ها گواهی‌نامه دارند و برای مدیریت بارهای کاری خاص روی خوشه‌ها استفاده می‌شوند.
• پروژه‌ها: پروژه‌ها در OpenShift برای گروه‌بندی منابع Kubernetes استفاده می‌شوند و به کاربران امکان دسترسی به این منابع را می‌دهند. پروژه‌ها همچنین می‌توانند سهمیه‌هایی برای محدود کردن منابع موجود، تعداد پادها، حجم‌ها و غیره دریافت کنند و به تیم‌ها اجازه می‌دهند که بارهای کاری خود را به صورت مجزا از دیگر تیم‌ها سازمان‌دهی کنند.

شبکه در لایسنس OpenShift

در OpenShift، شبکه (Networking) به عنوان یک عنصر حیاتی برای ارتباط بین کانتینرها، پادها و خدمات عمل می‌کند. این بخش تضمین می‌کند که داده‌ها به‌راحتی و به‌طور مؤثر بین اجزای مختلف یک برنامه منتقل شوند و همچنین امکاناتی را برای دسترسی به این خدمات از منابع خارجی فراهم می‌کند. در ادامه، به تشریح منابع شبکه‌ای مختلفی که در OpenShift وجود دارد خواهیم پرداخت.

• منابع سرویس: OpenShift از منابع سرویس،  Ingress و Route برای مدیریت ارتباطات شبکه‌ای بین پادها و هدایت ترافیک به پادها از منابع خارجی استفاده می‌کند.
• Service Mesh: سرویس مش OpenShift بر پایه پروژه Istio ساخته شده و کنترل عملکرد، امنیت و نظارت بر برنامه‌های میکروسرویس در حال اجرا را فراهم می‌کند.
• Logging: یک مجموعه Elasticsearch، Fluentd و Kibana (EFK) قابلیت لاگ‌گیری سرتاسری خوشه را ارائه می‌دهد که لاگ‌ها را از همه نودها جمع‌آوری و در Elasticsearch ذخیره می‌کند و همچنین Kibana امکان ایجاد داشبوردهای تصویری برای آن‌ها را فراهم می‌کند.
• مانیتورینگ: راهکار نظارت OpenShift بر پایه Prometheus است که به مانیتورینگ اجزای خوشه و هشداردهی به مدیران خوشه می‌پردازد.
• Metering: متریک اطلاعات مربوط به منابع درون خوشه مانند پادها و سایر منابع Kubernetes را ارائه می‌دهد و امکان تولید گزارش‌های ادواری را با استفاده از کوئری‌های SQL فراهم می‌کند.
• Serverless :OpenShift Serverless که بر پایه پروژه Knative ساخته شده است، قابلیت ایجاد و استقرار برنامه‌ها و بارهای کاری کانتینری را فراهم می‌کند.
• مجازی‌سازی کانتینری: این قابلیت امکان مدیریت بارهای کاری ماشین‌های مجازی را در کنار بارهای کانتینری فراهم می‌کند و امکان مهاجرت زنده ماشین‌های مجازی بین نودها را نیز ارائه می‌دهد.
• خودکارسازی CI/CD:  با دارا بودن ویژگی‌هایی مانند SourcetoImage (S2I) و Image Streams به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا تغییرات در برنامه‌های خود را سریع‌تر از محیط Kubernetes استاندارد اعمال کنند.
• ساخت Dockerfile: استراتژی ساخت تصویر داکر به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که با استفاده از یک Dockerfile ساخت تصویر خود را تعریف کنند و با ارسال این تصویر به رجیستری OpenShift آن را روی پلتفرم اجرا کنند.
• تصویرها: جریان‌های تصاویر قابلیت تشخیص تغییرات در کد برنامه یا تصاویر پایه را فراهم می‌کنند و در صورت شناسایی تغییر، به صورت خودکار پاد را بازسازی یا دوباره مستقر می‌کنند.
• محیط توسعه OpenShift: با استفاده از فضاهای موجود در OpenShift برای توسعه، توسعه‌دهندگان و مدیران خوشه می‌توانند فرایندهای ساخت، آزمایش و استقرار کد را به صورت خودکار اجرا کنند. هر مرحله در یک کانتینر جداگانه اجرا می‌شود و امکان مقیاس‌گذاری مستقل را فراهم می‌کند.

این‌ها اجزای اصلی و قابلیت‌های OpenShift هستند که به توسعه‌دهندگان و مدیران خوشه‌ها کمک می‌کنند که به طور سریع‌تر و آسان‌تر برای شرکت و کاربران ارزش‌آفرینی کنند.

کلام آخر درباره لایسنس OpenShift

در پایان باید اشاره کرد، همانطور که گفتیم، لایسنس OpenShift به عنوان یک راه‌حل پیشرفته برای مدیریت کانتینرها، مجموعه‌ای از ویژگی‌ها و قابلیت‌ها را به کاربران ارائه می‌دهد که به آن‌ها امکان می‌دهد تا به راحتی و به طور مؤثر برنامه‌ها و خدمات خود را راه‌اندازی کنند. با بهره‌گیری از اجزای کلیدی مانند نودها، اپراتورها و منابع شبکه، این پلتفرم به سادگی فرآیندهای خودکار و مقیاس‌پذیری را تسهیل می‌کند و همچنین عملکرد و امنیت را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، ابزارهای CI/CD و خودکارسازی فرایندها به تیم‌ها کمک می‌کند تا تمرکز خود را بر روی نتایج تجاری حفظ کنند و از پیچیدگی‌های زیرساخت کاسته و در نهایت محصولات و خدمات با کیفیت‌تری ارائه دهند.