ترفندهایی برای کاهش هزینه‌ها در کوبرنتیز

«کوبرنتیز» (Kubernetes) حالا به راه‌حل اصلی برای مدیریت و هماهنگی کانتِینرها تبدیل شده است، اما کنترل هزینه‌های آن برای شرکت‌هایی که می‌خواهند هزینه‌های IT خود را بهینه کنند، چالش برانگیز است. در این نوشته،‌ انواع هزینه‌های مرتبط با اجرای کوبرنتیز را بررسی می‌کنیم و برخی از راهکارهای کلیدی و نکات کاربردی برای بهینه‌سازی و کاهش هزینه کوبرنتیز را مرور می‌کنیم.

انواع هزینه کوبرنتیز کدامند؟

در اجرای کوبرنتیز، چند نوع هزینه وجود دارد که باید در نظر بگیرید. این هزینه‌های کوبرنتیز را می‌توان به‌طور کلی به ۳ دسته اصلی تقسیم کرد. این ۳ دسته شامل پردازش، شبکه و ذخیره‌سازی می‌شود که در ادامه هر کدام را شرح می‌دهیم.

هزینه‌های مربوط به پردازش یا محاسبات در کوبرنتیز

هزینه‌های پردازش معمولاً بخش اصلی صورت‌حساب کوبرنتیز را تشکیل می‌دهند. این هزینه‌ها مربوط به سرورهایی هستند که nodeهای کوبرنتیز شما را اجرا می‌کنند. هر نود در یک کلاستر کوبرنتیز، یک ماشین worker است و هزینه هر ماشین بر اساس ظرفیت CPU و حافظه آن محاسبه می‌شود. هر چه تعداد گره‌ها بیشتر و ظرفیت آن‌ها بزرگتر باشد، هزینه‌های پردازش نیز بالاتر خواهد بود.

هزینه‌های کوبرنتیز مربوط به شبکه

در کوبرنتیز، هزینه‌های شبکه مربوط به انتقال داده بین سرویس‌های شما و دنیای خارج و همچنین بین سرویس‌های مختلف درون کلاستر شماست. این هزینه‌های کوبرنتیز می‌توانند به‌سرعت افزایش یابند، به‌خصوص اگر برنامه‌های شما حجم زیادی از داده‌ها را پردازش می‌کنند یا اگر سرویس‌هایی را در مناطق مختلف اجرا می‌کنید.

هزینه ذخیره‌سازی در کوبرنتیز

هزینه‌های ذخیره‌سازی زمانی مطرح می‌شوند که شما از حجم‌های پایدار در کلاستر کوبرنتیز خود استفاده می‌کنید. حجم‌های پایدار برای ذخیره داده‌هایی (مثل فایل‌های پایگاه داده) استفاده می‌شوند که باید پس از ری‌استارت شدن podها حفظ شوند. هزینه این حجم‌ها به اندازه آن‌ها و نوع ذخیره‌سازی که استفاده می‌کنید بستگی دارد.

انباشتگی هزینه‌های کوبرنتیز در تنظیمات بهینه‌نشده

در تنظیمات کوبرنتیز که بهینه نشده‌اند، هزینه‌ها می‌توانند به‌سرعت انباشته شوند. اینجا چند سناریوی رایج را مرور می‌کنیم:

• تخصیص بیش از حد منابع: اگر nodeهای بیشتر از حد نیاز اجرا می‌کنید یا اگر nodeهای شما بزرگتر از حد نیاز هستند، برای ظرفیت استفاده نشده هزینه پرداخت می‌کنید. این یکی از رایج‌ترین منابع هزینه‌های غیرضروری در کوبرنتیز است.
• شبکه‌‌بندی ناکارآمد: اگر سرویس‌های شما طوری طراحی نشده‌اند که انتقال داده را به حداقل برسانند، ممکن است هزینه‌های شبکه بالایی داشته باشید. این مسئله به‌خصوص زمانی صادق است که داده‌ها را بین regionهای مختلف منتقل می‌کنید، یا سرویس‌های شما پرگفتگو هستند و داده‌های زیادی را مبادله می‌کنند.
• volumeهای پایدار استفاده نشده: volumeهای پایداری که تخصیص داده شده‌اند اما استفاده نمی‌شوند همچنان هزینه دارند. مهم است که به‌طور منظم volumeهای استفاده نشده را بررسی و پاک‌سازی کنید تا از پرداخت هزینه کوبرنتیز برای ذخیره‌سازی که نیاز ندارید جلوگیری شود.

استراتژی‌های کلیدی برای کاهش هزینه‌های کوبرنتیز

بهینه‌سازی و کاهش هزینه کوبرنتیز شامل ترکیبی از برنامه‌ریزی استراتژیک و مدیریت مؤثر منابع است. در اینجا استراتژی‌های اصلی که باید در نظر گرفت آمده است:

• نظارت بر هزینه کوبرنتیز برای کاهش آن: ایجاد یک سیستم قوی برای نظارت بر هزینه‌ها ضروری است. این استراتژی شامل پیگیری مخارج کوبرنتیز برای شناسایی ترندها و مواردی است که می‌توان هزینه‌ها را در آن‌ها بهینه کرد.
• محدودیت‌های منابع: اعمال محدودیت‌های منابع برای کنترل و کاهیش هزینه کوبرنتیز ضروری است. با تعیین حد بالا برای استفاده از منابع، از مصرف بیش از حد منابع توسط هر برنامه یا سرویس جلوگیری می‌کنید و در نتیجه هزینه‌های کلی را بهینه می‌کنید.
• مقیاس‌پذیری خودکار: ترکیب Auto-Scaling افقی و عمودی، تخصیص منابع را با استفاده واقعی هماهنگ می‌کند و اطمینان می‌دهد که فقط برای آنچه نیاز دارید هزینه می‌کنید. این استراتژی برای سازگاری با شرایط بار (load) متغیر بدون تخصیص بیش از حد منابع ضروری است.
• استفاده از منابع تخفیف‌دار برای کاهش هزینه کوبرنتیز: استفاده از ریسورس‌های تخفیف‌دار ارائه‌دهندگان ابری، مانند نمونه‌های موقتی یا رزرو شده، می‌تواند هزینه‌ها را به طور قابل توجهی کاهش دهد. این گزینه‌ها به ویژه برای بارهای کاری انعطاف‌پذیر یا کم‌تر حساس به زمان ارزشمند هستند.
• حالت خواب (Sleep Mode): برای محیط‌های غیر تولیدی (non-production)، اجرای حالت‌های خواب در ساعات کم مصرف می‌تواند هزینه‌ها را به شدت کاهش دهد.
• استراتژی‌های پاکسازی: maintenance منظم برای حذف منابع قدیمی یا استفاده نشده، از جمله بارهای کاری، تصاویر و گزارش‌ها، از هزینه‌های بیهوده جلوگیری می‌کند.
• اشتراک‌گذاری کلاستر و Multi-Tenancy: با ادغام بارهای کاری در خوشه‌های کمتر و استفاده از Multi-Tenancy (چند-مستأجری) می‌توانید هزینه‌های سربار و مدیریت را کاهش دهید. این رویکرد باید جداسازی مناسب بین مستأجران را برای جلوگیری از مسائل امنیتی و عملکردی تضمین کند.

استفاده از راهکار مدیریت کانتینر برای کاهش هزینه کوبرنتیز

راهکارهای مدیریت کانتینر، ابزارهایی هستند که فرآیند مدیریت و هماهنگ‌سازی برنامه‌های کانتینری را ساده می‌کنند. این ابزارها می‌توانند به‌طور قابل توجهی به بهینه‌سازی هزینه‌ها در محیط‌های کوبرنتیز کمک کنند. این پلتفرم‌ها ویژگی‌هایی مانند مقیاس‌پذیری خودکار، تخصیص کارآمد منابع و نظارت بر هزینه را ارائه می‌دهند که در بسیاری از پلتفرم‌ها مشترک و برای بهینه‌سازی هزینه بسیار مهم هستند.

نکات کاربردی برای بهینه‌سازی و کاهش هزینه‌های کوبرنتیز

در اینجا چند نکته کاربردی و بهترین روش‌ها برای بهینه‌سازی و کاهش هزینه در کوبرنتیز آورده شده است.

• نظارت جامع بر هزینه‌ها: از ابزارهایی مانند پرومتئوس (Prometheus) و Kubecost برای دریافت اطلاعات مالی دقیق استفاده کنید. بررسی منظم این معیارها امکان تنظیم به موقع استراتژی‌های شما را فراهم می‌کند.
• اعمال محدودیت‌ها و درخواست‌ها برای منابع: با استفاده از قابلیت‌های داخلی کوبرنتیز، درخواست‌ها و محدودیت‌های دقیق منابع را برای هر pod تعیین کنید. این کار به استفاده کارآمد از منابع و جلوگیری از هزینه‌های اضافی کمک می‌کند.
• استفاده هوشمندانه از مقیاس‌پذیری خودکار (Autoscaling): از «مقیاس‌دهنده افقی پاد و مقیاس‌دهنده عمودی پاد کوبرنتیز» (Horizontal Pod Autoscaler and Vertical Pod Autoscaler) استفاده کنید تا منابع به‌صورت پویا بر اساس نیاز واقعی تنظیم شوند و کارایی هزینه تضمین شود.
• بهینه‌سازی با استفاده از منابع ابری تخفیف‌دار: از تخفیف‌های ارائه‌دهندگان ابری مانند نمونه‌های اسپات AWS برای کارهای قابل وقفه، یا نمونه‌های رزرو شده Azure برای کارهای قابل پیش‌بینی استفاده کنید تا در هزینه‌ها صرفه‌جویی شود.
• اجرای روش‌های کارآمد مدیریت منابع: پاکسازی منظم منابع را انجام دهید، حالت خواب (Sleep Mode) را برای محیط‌های بیکار (Idle) پیاده‌سازی کنید و از فضاهای نام (Namespace) برای جداسازی و مدیریت موثر منابع استفاده کنید.
• استفاده از روش‌های اشتراک‌گذاری خوشه و چند مستاجری: از ابزارهایی مانند فضاهای نام کوبرنتیز و خوشه‌های مجازی (Virtual Cluster) استفاده کنید و استفاده از پلتفرم‌هایی را در نظر بگیرید که استقرار و مدیریت برنامه‌ها روی کوبرنتیز را ساده می‌کنند. این پلتفرم‌ها می‌توانند به ساده‌سازی اشتراک‌گذاری خوشه و چند مستاجری کمک کنند و مدیریت منابع را آسان‌تر کرده و احتمالاً هزینه‌ها را کاهش دهند.
• استفاده از زمانبندی و تخصیص منابع پیشرفته: از ویژگی‌های زمانبندی کوبرنتیز و ابزارهایی مانند Descheduler یا Kube-batch برای مدیریت و بهینه‌سازی بهتر منابع استفاده کنید.

جمع‌بندی

بهینه‌سازی و کاهش هزینه‌های کوبرنتیز برای افزایش کارایی و اثربخشی زیرساخت ابری شما ضروری است. نکات کلیدی این مقاله شامل اهمیت نظارت بر هزینه‌ها با استفاده از ابزارهایی مانند پرومتئوس و Kubecost، اعمال محدودیت‌های منابع و استفاده از Auto-Scaling برای تطبیق استفاده از منابع با نیازهای واقعی است.

علاوه بر این، استفاده از راهکارهای مدیریت کانتینر، بهینه‌سازی هزینه را با ارائه ویژگی‌هایی مانند اشتراک‌گذاری منابع، خاموش کردن محیط‌های غیرفعال و استفاده از نمونه‌های مقرون‌به‌صرفه ARM بهبود می‌بخشد. با به‌کارگیری این استراتژی‌ها و بهترین روش‌ها، سازمان‌ها می‌توانند اطمینان حاصل کنند که فقط برای منابع مورد نیاز خود هزینه می‌کنند و بدین ترتیب هزینه‌های کلی را کاهش داده و کارایی عملیاتی را افزایش می‌دهند.