Strategi migrasi Kubernetes dan praktik terbaik

Strategi migrasi Kubernetes terdiri atas rencana langkah demi langkah untuk memindahkan aplikasi dan beban kerja ke lingkungan terkontainerisasi, termasuk praktik terbaik untuk hasil yang sukses.

Ketika bisnis memodernisasi aplikasi dan mengadopsi teknologi berbasis cloud seperti layanan mikro, mereka membutuhkan platform orkestrasi kontainer untuk mengelola beban kerja hybrid cloud dan multicloud secara andal dan efisien.

Sebagai platform orkestrasi yang dominan, Kubernetes memungkinkan perusahaan untuk memigrasikan perjalanan cloud mereka, memfasilitasi transisi aplikasi lama ke lingkungan cloud-native.

Menurut penelitian Cloud Native Computing Foundation (CNCF) 2024, adopsi cloud-native telah mencapai 89%, dengan 93% organisasi sekarang menggunakan, menguji coba, atau mengevaluasi Kubernetes.¹

Untuk melakukan migrasi Kubernetes yang mulus, organisasi memerlukan strategi yang kuat yang melibatkan perencanaan yang cermat yang dirancang untuk menangkap peluang bisnis dan teknologi sambil mengatasi tantangan.

Awalnya dikembangkan oleh Google, Kubernetes adalah platform orkestrasi kontainer sumber terbuka yang dikelola oleh Cloud Native Computing Foundation (CNCF) sejak tahun 2015. Juga dikenal sebagai k8s atau kube, platform ini menjadwalkan dan mengotomatiskan penerapan, manajemen, dan penskalaan aplikasi kontainer.

Sebelum Kubernetes, aplikasi biasanya berjalan di server khusus atau mesin virtual (VM), yang membuat penskalaan menjadi mahal dan memakan waktu.

Dalam pengaturan kontainer modern, mesin waktu proses (biasanya Docker) memungkinkan pengembang untuk membangun, menerapkan, menjalankan, memperbarui, dan mengelola kontainer. Kubernetes menyediakan lapisan orkestrasi yang diperlukan untuk mengelola ratusan atau ribuan kontainer dalam skala besar. Saat ini, Docker dan Kubernetes adalah alat kontainerisasi terkemuka.

Penerapan Kubernetes terjadi melalui klaster yang terdiri dari node—masing-masing mewakili mesin fisik atau VM. Setiap klaster memiliki node utama yang mengelola bidang kontrol (termasuk server API dan basis data etcd). Aplikasi Kubernetes berjalan di pod, yang merupakan unit terkecil yang dapat diterapkan. Aplikasi ini biasanya berisi kontainer berbasis Linuxyang berbagi penyimpanan dan sumber daya lainnya.

Fitur-fitur utama Kubernetes mencakup penerapan untuk mengelola siklus hidup aplikasi dan kumpulan replika, DNS dan jaringan untuk penyediaan layanan, dan ruang nama untuk isolasi sumber daya. Server API Kubernetes (diakses melalui alat baris perintah kubectl) mengelola konfigurasi dan mengatur komunikasi antar komponen. Volume persisten menangani kebutuhan penyimpanan.

Kubernetes adalah sumber terbuka, yang memungkinkan organisasi untuk menghindari vendor lock-in. DevOps dan tim lainnya mendapatkan manfaat dari komunitas global yang menyumbangkan perbaikan dan patch keamanan. Semua penyedia layanan cloud utama menawarkan layanan Kubernetes terkelola, termasuk Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure, Google Cloud Platform dan IBM Cloud®.

Migrasi Kubernetes memberikan manfaat teknis dan organisasi, termasuk:

• Penggunaan sumber daya dan efisiensi biaya yang lebih baik
• Keandalan yang lebih baik dan ketersediaan yang tinggi
• Penerapan lebih cepat
• Peningkatan produktivitas dan otonomi tim

Kubernetes meningkatkan atau menurunkan skala aplikasi secara otomatis berdasarkan permintaan. Misalnya, selama periode lalu lintas puncak, seperti penjualan kilat di situs web e-commerce, Kubernetes mengaktifkan lebih banyak pod untuk menangani penyeimbangan beban. Ketika penjualan selesai dan permintaan menurun, Kubernetes menurunkan skala untuk menghemat sumber daya.

Kubernetes membantu menjaga aplikasi tetap stabil dan tersedia melalui distribusi di seluruh klaster dan pemulihan otomatis dari kegagalan. Hal ini membantu menjaga ketersediaan yang tinggi.

Kubernetes memungkinkan pengiriman berkelanjutan dalam skala besar untuk membantu merampingkan alur kerja dan memungkinkan tim membuat perubahan kapan pun diperlukan. Pembaruan bergulir menerapkan versi baru secara bertahap, memantau masalah sebelum menyelesaikan peluncuran. Jika muncul masalah, rollback terjadi dengan cepat.

Dengan Kubernetes, tim memiliki layanan khusus dan dapat bekerja secara mandiri. Ini termasuk menerapkan jadwal independen, membuat pilihan teknologi yang sesuai dengan kebutuhan mereka dan berinovasi dengan kecepatan yang tepat. 

Tim platform menyediakan layanan bersama seperti pemantauan, pencatatan, dan jaringan layanan yang digunakan semua tim, menciptakan konsistensi tanpa membatasi inovasi.

Migrasi yang berhasil dimulai dengan perencanaan menyeluruh yang melibatkan langkah-langkah berikut:

1. Menilai lingkungan Anda saat ini.
2. Mengevaluasi keterampilan tim dan kebutuhan pelatihan.
3. Memilih pendekatan migrasi Anda.
4. Merencanakan strategi klaster Anda.

Mulailah dengan membuat katalog aplikasi, infrastruktur, dan dependensi yang ada. Identifikasi aplikasi mana yang merupakan kandidat yang baik untuk migrasi awal. Biasanya, aplikasi stateless dengan API yang terdefinisi dengan baik berfungsi paling baik sebagai titik awal, sementara aplikasi stateful memerlukan lebih banyak perencanaan.

Dokumen ketergantungan antar-aplikasi, termasuk basis data, antrean pesan, dan layanan eksternal yang perlu dipertimbangkan selama migrasi.

Evaluasi infrastruktur Anda saat ini untuk menentukan apakah layanan Kubernetes service dari penyedia cloud atau solusi yang di-host sendiri lebih masuk akal bagi organisasi Anda. Pertimbangkan faktor-faktor seperti keahlian internal, persyaratan kepatuhan, dan kendala anggaran.

Nilai kemampuan tim Anda saat ini dengan kontainer, Kubernetes, dan praktik cloud-native.

Menurut laporan IBM Institute for Business Value 2023, sekitar 58% pembuat keputusan global melaporkan bahwa keterampilan cloud tetap menjadi tantangan yang cukup besar.

Identifikasi kesenjangan keterampilan sejak dini dan kembangkan rencana pelatihan yang mencakup pengalaman langsung.

Putuskan antara strategi migrasi yang berbeda berdasarkan karakteristik aplikasi dan prioritas bisnis. Pendekatan lift-and-shift mewadahi aplikasi yang sudah ada dengan perubahan minimal, memungkinkan migrasi yang lebih cepat namun berpotensi kehilangan peluang pengoptimalan. Memfaktorkan ulang aplikasi menjadi cloud-native membutuhkan waktu lebih lama tetapi memberikan kinerja, skalabilitas, dan efisiensi biaya yang lebih baik.

Banyak organisasi mengadopsi pendekatan bertahap. Pendekatan ini mencakup memulai dengan aplikasi sederhana untuk membangun pengalaman, kemudian menangani beban kerja yang lebih kompleks seiring dengan peningkatan keahlian tim.

Tentukan apakah Anda harus menggunakan satu klaster atau beberapa klaster di lingkungan baru Anda. Klaster tunggal lebih sederhana untuk dikelola tetapi mungkin tidak memenuhi persyaratan untuk isolasi, kepatuhan, atau distribusi geografis. Beberapa klaster memberikan isolasi yang lebih baik dan dapat meningkatkan keandalan, tetapi membutuhkan manajemen konfigurasi yang lebih canggih yang menggunakan alat bantu seperti bagan Helm atau Kustomize.

Setelah fase perencanaan, migrasi Kubernetes dapat dimulai, dipandu oleh praktik terbaik berikut:

1. Aplikasi siap pakai untuk Kubernetes.
2. Bangun pipeline CI/CD untuk penerapan otomatis.
3. Pantau dan catat secara efektif.
4. Amankan klaster Kubernetes.

Mulailah dengan membangun citra kontainer dengan build multi-tahap. Teknik ini membuat dependensi build terpisah dari apa yang berjalan dalam produksi, mengecilkan ukuran gambar Anda dan mengurangi kerentanan keamanan.

Jalankan kontainer sebagai pengguna non-root. Dalam hal ini, jika ada yang dibobol, kerusakan tetap terbatas.

Gunakan penandaan yang konsisten dan atur registri Anda dengan jelas sehingga Anda dapat dengan mudah melacak versi.

Pemeriksaan kesehatan yang tepat membantu Kubernetes mengelola aplikasi Anda secara efektif. Probe keaktifan memberi tahu Kubernetes apakah pod perlu restart, sementara probe kesiapan menunjukkan kapan pod dapat menerima lalu lintas.

Aplikasi harus mengekspos titik akhir yang memverifikasi kesehatan aplikasi dengan memeriksa konektivitas basis data, dependensi eksternal, atau status internal.

Untuk jaringan, konfigurasikan penemuan layanan dan penyeimbangan beban dengan menggunakan Kubernetes service sehingga aplikasi dapat menemukan dependensi melalui nama layanan daripada alamat IP.

Untuk lalu lintas eksternal, terapkan sumber daya Ingress dengan pengontrol yang sesuai yang menangani penghentian dan perutean SSL.

Eksternalisasi semua konfigurasi dari kode aplikasi dengan menggunakan file YAML. Gunakan ConfigMaps untuk konfigurasi yang tidak sensitif dan Rahasia untuk data sensitif seperti kredensial basis data dan kunci API, memungkinkan image kontainer yang sama berjalan di seluruh pengembangan, pementasan, dan produksi dengan konfigurasi yang berbeda.

Bangun pipeline CI/CD yang menangani segala hal mulai dari komit kode hingga penerapan produksi, dengan pengujian otomatis yang mencakup pengujian unit, pengujian Integrasi dan verifikasi penerapan. Image kontainer dibuat secara otomatis dan didorong ke registri dengan versi yang tepat.

Terapkan pemantauan komprehensif yang mencakup penggunaan sumber daya(CPU, memori, dan penyimpanan), kinerja aplikasi, dan metrik bisnis, dengan dasbor untuk visualisasi. Pencatatan terpusat membantu men-debug masalah di banyak pod dan layanan.

Gunakan kontrol akses berbasis peran (RBAC) untuk menentukan izin, kebijakan jaringan untuk mengontrol lalu lintas di antara pod, dan enkripsi untuk data yang tidak aktif dan yang sedang transit. Pindai gambar kontainer secara teratur untuk mencari kerentanan dan selalu perbarui gambar dasar.

Bahkan migrasi Kubernetes yang terencana dengan baik menghadapi hambatan. Aplikasi lama on premises sering tidak dirancang untuk lingkungan kontainer dan mungkin bergantung pada konfigurasi yang sudah ketinggalan zaman, pengaturan server tertentu, atau penyimpanan lokal yang tidak berfungsi di Kubernetes. Sistem eksternal seperti basis data dan layanan pihak ketiga juga menambah kompleksitas. Pengujian dan validasi menyeluruh di lingkungan pementasan membantu mengidentifikasi dan menyelesaikan masalah kompatibilitas sebelum produksi.

Melindungi data adalah yang terpenting. Jalankan sistem lama dan baru secara paralel sementara, menyinkronkan data antar lingkungan dan memvalidasi fungsionalitas sebelum sepenuhnya beralih ke Kubernetes. Menjalankan secara paralel ini membantu meminimalkan waktu henti dan mengurangi kehilangan data.

Penyedia cloud dan perusahaan teknologi lainnya menawarkan berbagai alat dan layanan migrasi Kubernetes, termasuk yang berikut ini.

Penyedia layanan cloud menawarkan layanan terkelola untuk menilai beban kerja, kontainerisasi, dan penerapan otomatis. Misalnya, Amazon EKS, Microsoft Azure AKS dan IBM Cloud Kubernetes Service semuanya menawarkan layanan migrasi.

Selain itu, alat infrastructure-as-code (IaC) seperti Terraform membantu pengembang mengotomatiskan penyediaan klaster dan penginstalan add-on serta manajemen konfigurasi.

Alat ini menyediakan kemampuan pemantauan, observabilitas, dan pemecahan masalah sehingga tim dapat memperoleh insight tentang perilaku, kesehatan, dan kinerja lingkungan Kubernetes mereka.

Perusahaan teknologi dan konsultan menyediakan keahlian Kubernetes yang melengkapi alat migrasi. Layanan tersebut dapat memandu keputusan strategis dari penilaian awal hingga pengoptimalan pasca-migrasi, membantu organisasi menavigasi tantangan teknis dan organisasi yang kompleks.