Apa Itu Kubernetes dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Dalam era modern komputasi awan, pengelolaan aplikasi yang berjalan dalam container menjadi salah satu kunci penting bagi efisiensi dan skalabilitas. Kubernetes adalah teknologi yang hadir untuk membantu pengelolaan container secara otomatis dengan cara yang lebih efisien, handal, dan terukur. Bagi pengembang dan tim operasional IT, Kubernetes menawarkan kemampuan untuk menjalankan aplikasi dengan fleksibilitas tinggi di berbagai lingkungan.

Artikel ini akan mengupas secara mendalam tentang apa itu Kubernetes, cara kerja Kubernetes, komponen-komponen utamanya, serta manfaat yang ditawarkannya.

Apa Itu Kubernetes?

Kubernetes (disingkat k8s) adalah platform open-source untuk container orchestration, yaitu mengelola, men-deploy, dan menskalakan container secara otomatis. Container adalah teknologi virtualisasi ringan yang memungkinkan aplikasi berjalan dalam lingkungan terisolasi, namun tetap efisien dari segi penggunaan sumber daya. Kubernetes mengelola aplikasi yang dijalankan dalam container, memastikan bahwa aplikasi tersebut dapat berjalan dengan stabil, melakukan scaling, dan mengatasi kegagalan (failure).

Kubernetes adalah proyek open-source yang dikembangkan oleh Google, dan sekarang menjadi salah satu standar de facto dalam pengelolaan container di lingkungan cloud dan data center. Dengan fungsi Kubernetes sebagai platform untuk mengatur dan mengelola aplikasi container, tim IT dapat lebih fokus pada pengembangan aplikasi tanpa harus repot mengelola detail infrastruktur yang mendasarinya.

Komponen Kubernetes

Agar lebih memahami cara kerja Kubernetes, kita perlu mengetahui komponen-komponen utama yang menyusun sistem ini. Dalam arsitektur Kubernetes, terdapat beberapa bagian penting yang memungkinkan orkestrasi dan pengelolaan container berjalan dengan baik.

1. Clusters

Cluster adalah unit utama dalam Kubernetes. Sebuah cluster Kubernetes terdiri dari beberapa mesin yang disebut nodes (bisa berupa virtual machine atau server fisik), yang menjalankan container dan diatur oleh Kubernetes master. Dalam cluster, setiap node memiliki peran untuk menjalankan dan mengelola aplikasi yang terisolasi di dalam container. Cluster ini memungkinkan Kubernetes untuk menskalakan aplikasi secara horizontal, menambahkan atau mengurangi resource sesuai dengan kebutuhan.

2. Objek

Dalam Kubernetes, terdapat beberapa objek yang digunakan untuk merepresentasikan status dan sumber daya aplikasi. Beberapa objek penting dalam Kubernetes meliputi:

• Pod: Unit terkecil dalam Kubernetes yang terdiri dari satu atau lebih container yang dijalankan bersama-sama.
• Service: Merepresentasikan endpoint jaringan yang stabil untuk sekelompok pod. Ini memungkinkan load balancing dan distribusi lalu lintas aplikasi.
• Deployment: Objek yang mengelola pengaturan dan scaling pod secara otomatis, termasuk rollout dan rollback versi aplikasi.
• ConfigMap dan Secret: Objek yang digunakan untuk mengelola konfigurasi dan informasi rahasia (misalnya, API keys) yang digunakan oleh aplikasi.

Objek-objek ini merupakan blok bangunan dasar yang memudahkan Kubernetes dalam mengatur seluruh lifecycle aplikasi, dari deploy hingga update dan recovery.

Cara Kerja Kubernetes

Pada dasarnya, Kubernetes bekerja dengan cara mengelola container dalam sebuah cluster, mengkoordinasikan cara container di-deploy, diskalakan, dan dipelihara. Beberapa komponen utama yang memungkinkan Kubernetes berfungsi adalah:

• API Server: Pusat pengendalian Kubernetes yang menerima permintaan dari pengguna dan mengatur semua operasi di dalam cluster.
• Scheduler: Menentukan di mana pod baru akan dijalankan berdasarkan resource yang tersedia di node.
• Controller Manager: Bertanggung jawab untuk mengelola status cluster secara keseluruhan, termasuk scaling dan pengelolaan replikasi pod.
• Kubelet: Komponen di setiap node yang bertugas menjalankan container dan memastikan mereka berfungsi sesuai dengan spesifikasi dari API Server.
• etcd: Penyimpanan terdistribusi untuk menyimpan semua data konfigurasi cluster, termasuk status pod, service, dan data lainnya yang dibutuhkan oleh cluster.

Proses cara kerja Kubernetes dimulai ketika pengguna (atau sistem otomatis) mengirimkan perintah untuk mengelola pod atau objek lain. Setelah itu, Scheduler akan menentukan node terbaik untuk menjalankan pod baru berdasarkan resource yang tersedia. Kubelet di node tersebut akan memulai container dan memantau statusnya. Jika terjadi kegagalan pada salah satu pod atau node, Kubernetes akan mencoba memulihkannya secara otomatis dengan membuat pod baru atau memindahkan beban kerja ke node lain.

Manfaat Kubernetes

Kubernetes hadir dengan berbagai manfaat yang membuatnya menjadi pilihan populer untuk pengelolaan container. Beberapa manfaat utama Kubernetes meliputi:

1. Skalabilitas

Salah satu keunggulan utama Kubernetes adalah kemampuannya untuk melakukan scaling secara otomatis. Kubernetes dapat dengan mudah menambah atau mengurangi jumlah container sesuai dengan beban kerja yang dihadapi aplikasi. Ini memungkinkan penggunaan resource yang efisien, memastikan aplikasi tetap responsif meskipun ada peningkatan lalu lintas atau kebutuhan sumber daya yang mendadak.

2. Efisiensi

Dengan menggunakan container, Kubernetes memungkinkan aplikasi berjalan dengan efisiensi tinggi. Kubernetes secara otomatis mengalokasikan resource sesuai dengan kebutuhan dan menghindari penggunaan resource yang berlebihan. Ini tidak hanya menghemat biaya operasional tetapi juga meningkatkan kinerja aplikasi.

3. Portabilitas

Kubernetes mendukung portabilitas yang tinggi. Aplikasi yang di-deploy menggunakan Kubernetes bisa berjalan di berbagai lingkungan, mulai dari data center on-premise hingga cloud publik seperti Google Cloud, AWS, dan Azure. Hal ini memungkinkan fleksibilitas tinggi untuk migrasi aplikasi atau menjalankan aplikasi secara hybrid antara berbagai penyedia layanan cloud.

4. Keamanan

Keamanan adalah aspek yang sangat penting dalam pengelolaan aplikasi berbasis container. Kubernetes memiliki berbagai mekanisme untuk mengamankan container, termasuk network policies, manajemen rahasia (seperti password dan API keys), serta kontrol akses berbasis peran (Role-Based Access Control atau RBAC).

5. Otomatisasi

Salah satu daya tarik utama Kubernetes adalah kemampuannya dalam otomatisasi. Banyak tugas administratif, seperti deployment, scaling, load balancing, dan recovery dari kegagalan, dilakukan secara otomatis oleh Kubernetes. Ini mengurangi beban kerja tim operasional dan memastikan aplikasi tetap tersedia dan berjalan dengan lancar.

Keunggulan Kubernetes

Selain manfaat yang disebutkan di atas, Kubernetes juga memiliki beberapa keunggulan teknis yang membuatnya unggul dalam container orchestration. Berikut adalah beberapa fitur utama Kubernetes yang memberikan nilai tambah:

1. Service Discovery

Kubernetes menyediakan fitur service discovery, yang memungkinkan container berkomunikasi satu sama lain dengan mudah. Ketika sebuah pod baru di-deploy, Kubernetes secara otomatis menambahkan informasi jaringan sehingga pod tersebut dapat ditemukan dan diakses oleh service lain dalam cluster.

2. Load Balancing

Kubernetes juga mendukung load balancing secara otomatis. Ini berarti jika ada lebih dari satu instance pod yang menjalankan aplikasi yang sama, Kubernetes akan membagi lalu lintas secara merata di antara pod-pod tersebut, menjaga performa aplikasi tetap stabil.

3. Orkestrasi Storage

Kubernetes mendukung orkestrasi storage, yang memungkinkan aplikasi untuk secara dinamis mengalokasikan dan mengakses penyimpanan. Kubernetes dapat bekerja dengan berbagai jenis penyimpanan, baik lokal maupun cloud, memastikan data aplikasi tetap aman dan dapat diakses oleh container.

4. Rollout dan Rollback Otomatis

Kubernetes mendukung rollout dan rollback otomatis. Fitur ini memungkinkan pengguna untuk memperbarui aplikasi tanpa gangguan layanan. Jika ada masalah selama proses deployment, Kubernetes dapat melakukan rollback secara otomatis ke versi yang stabil.

5. Bin Packing Otomatis

Dengan bin packing otomatis, Kubernetes secara otomatis mengalokasikan container ke node yang tersedia berdasarkan resource yang dibutuhkan. Ini memastikan bahwa resource cluster digunakan secara optimal tanpa pemborosan.

6. Self-healing

Salah satu fitur unggulan Kubernetes adalah self-healing, yang berarti jika ada pod yang gagal, Kubernetes akan secara otomatis mencoba untuk memperbaiki atau mengganti pod yang rusak dengan yang baru, memastikan aplikasi tetap berjalan tanpa downtime yang signifikan.

7. Secret dan Configuration Management

Kubernetes memiliki secret dan configuration management, yang memungkinkan pengguna mengelola konfigurasi aplikasi dan data sensitif secara aman. Fitur ini memastikan bahwa informasi seperti password, API keys, dan sertifikat tetap terlindungi dan hanya dapat diakses oleh container yang membutuhkan.

Kesimpulan

Kubernetes adalah solusi komprehensif untuk container orchestration yang memungkinkan pengelolaan container secara otomatis, efisien, dan aman. Dengan fitur-fitur seperti load balancing, service discovery, self-healing, dan scaling otomatis, Kubernetes memungkinkan aplikasi berjalan dengan stabil meskipun menghadapi beban kerja yang dinamis.

Bagi perusahaan yang membutuhkan pengelolaan container dalam skala besar, Kubernetes menawarkan berbagai keunggulan, seperti portabilitas, keamanan, dan efisiensi. Dengan menerapkan Kubernetes, perusahaan dapat lebih mudah menjalankan, mengelola, dan menskalakan aplikasi berbasis container, baik di lingkungan cloud maupun on-premise.

Secara keseluruhan, kubernetes adalah platform yang sangat fleksibel dan powerful untuk mendukung perkembangan aplikasi modern dalam dunia komputasi awan.

Referensi: www.dewaweb.com, centraldatatech.com.

Penulis: Yazid Yusuf – Direktorat Pusat Teknologi Informasi