Інтеграція контейнеризації з Kubernetes у хмарній платформі

Abstract

Актуальність теми. Цифрові технології постійно розвиваються, що вимагає нових підходів до розробки, розгортання та управління веб-ресурсами. Зі зростанням популярності хмарних обчислень і контейнеризації програмного забезпечення, галузь стикається з викликами, пов’язаними із забезпеченням високої доступності, масштабованості та надійності веб-сервісів. У цьому контексті Kubernetes відіграє ключову роль як система оркестрації контейнерів, яка автоматизує розгортання та ефективно розподіляє ресурси. Дослідження зосереджене на застосуванні Kubernetes для розгортання обчислювальної інфраструктури веб-сайтів у хмарному середовищі. Воно не лише пояснює принципи роботи Kubernetes та його ключові компоненти, а й демонструє практичне використання технології через розгортання реального веб-додатку. Особливий акцент робиться на інтеграції Kubernetes з Docker та використанні Helm як засобу керування пакетами всередині Kubernetes. Аналізуються переваги та недоліки Kubernetes порівняно з альтернативними рішеннями оркестрації контейнерів, а також можливості заміни Helm іншими інструментами. Метою дослідження є розробка та впровадження ефективного методу автоматизації розгортання веб-додатків у Kubernetes за допомогою Helm. Для досягнення даної мети, були сформульовані такі завдання: 1. Дослідити основні принципи роботи Kubernetes. 2. Розглянути інструменти управління Kubernetes. 3. Налаштувати кластер Kubernetes у Google Cloud Platform. 4. Розгорнути веб-сайт на основі віртуальної машини в Docker. 5. Вивчити можливості масштабування та управління веб-сайтами в Kubernetes. 6. Оцінити застосування Kubernetes для розгортання веб-сайтів із різною архітектурою. 7. Розробити стратегії підвищення надійності та безпеки веб-сайтів, розгорнутих на Kubernetes. Об’єктом дослідження є автоматизація розгортання веб-додатків у хмарному середовищі, що включає аналіз існуючих методів та розробку нових підходів для оптимізації цього процесу. Предметом дослідження є інтеграція Kubernetes і Helm у процес автоматизованого розгортання, а також застосування таких інструментів, як GitHub Actions, для вдосконалення ефективності та безпеки розгортання. Наукова новизна дослідження полягає у створенні автоматизованого процесу розгортання Helm Chart через GitHub Actions, що об’єднує автоматизацію збірки та розгортання з використанням Kubernetes і Helm. Це рішення забезпечує високу гнучкість та масштабованість, інтегруючись із хмарними сервісами, зокрема Google Cloud, для ефективного управління ресурсами Kubernetes. Практична цінність отриманих результатів: - розробка методів підвищення надійності та безпеки веб-сайтів на платформі Kubernetes; - проведення комп’ютерного моделювання характеристик запропонованої системи, що демонструє її розширені функціональні можливості; - техніко-економічне обґрунтування доцільності впровадження технології розгортання веб-інфраструктури в хмарному середовищі на основі Kubernetes.