Belajar Scaling Aplikasi dengan Kubernetes

Kubernetes telah menjadi solusi utama untuk pengelolaan kontainer dalam skala besar. Di era digital ini, di mana aplikasi yang dapat diakses secara instan menjadi kebutuhan, cara mengelola dan menambah kapasitas aplikasi dengan efisien menjadi sangat penting. Artikel ini akan membahas pentingnya scaling aplikasi, bagaimana Kubernetes dapat membantu, dan langkah-langkah untuk memulai pembelajaran scaling aplikasi dengan Kubernetes.

Apa Itu Kubernetes?

Sebelum kita membahas detail bagaimana Kubernetes dapat digunakan untuk scaling aplikasi, mari kita ketahui terlebih dahulu apa itu Kubernetes. Kubernetes adalah platform open-source yang dirancang untuk mengautomasi penyebaran, pengskalaan, dan pengelolaan aplikasi kontainer. Dikenal juga sebagai K8s, Kubernetes memungkinkan pengembang dan administrator sistem untuk mengelola aplikasi kontainer dengan lebih mudah, resilient, dan efisien.

Pentingnya Scaling Aplikasi

Scaling aplikasi diperlukan ketika jumlah pengguna meningkat atau saat terjadi lonjakan trafik yang signifikan. Proses ini bertujuan untuk memastikan aplikasi tetap berfungsi dengan baik, tidak mengalami downtime, dan memberikan pengalaman pengguna yang maksimal. Dua pendekatan utama untuk scaling aplikasi adalah:

1. Vertical Scaling (Scaling ke Atas)

Vertical scaling, atau scaling ke atas, dilakukan dengan menambah sumber daya pada server yang ada. Misalnya, menambah RAM atau CPU. Metode ini sederhana tetapi memiliki batasan, karena satu mesin tidak bisa terus menerus ditingkatkan tanpa batas.

2. Horizontal Scaling (Scaling ke Samping)

Horizontal scaling, atau scaling ke samping, pada gilirannya melibatkan penambahan lebih banyak server untuk menyebarkan beban kerja. Ini adalah pendekatan yang lebih fleksibel dan scalable dalam jangka panjang, terutama ketika aplikasi dikelola menggunakan Kubernetes.

Mengapa Memilih Kubernetes untuk Scaling Aplikasi?

Kubernetes memberikan kemampuan untuk mengelola horizontal scaling dengan mudah. Dengan fitur-fitur otomasi dan manajemen yang canggih, Kubernetes memungkinkan pengguna untuk menambah atau mengurangi jumlah instans aplikasi secara dinamis. Ini sangat penting untuk memenuhi permintaan yang bervariasi dan menjaga performa aplikasi.

Fitur Utama Kubernetes untuk Scaling

Automatic Scaling: Kubernetes dapat secara otomatis menambah atau mengurangi jumlah pods (unit dasar dalam Kubernetes) berdasarkan beban kerja dan penggunaan sumber daya.
Load Balancing: Kubernetes menyediakan load balancer yang secara efisien mendistribusikan trafik ke berbagai pods, menjamin ketersediaan aplikasi.
Self-Healing: Jika salah satu pod mengalami masalah dan gagal, Kubernetes otomatis akan mengganti pod tersebut tanpa intervensi manual, memastikan aplikasi selalu tersedia.
Declarative Configuration: Dengan konfigurasi deklaratif, pengguna dapat mendefinisikan keadaan yang diinginkan dari aplikasi, dan Kubernetes akan bertugas menjaga agar keadaan tersebut selalu terpenuhi.

Langkah-Langkah Belajar Scaling Aplikasi dengan Kubernetes

Instalasi Kubernetes

Sebelum dapat melakukan scaling aplikasi dengan Kubernetes, pertama-tama Anda perlu memasang Kubernetes di lingkungan Anda. Anda bisa menggunakan alat seperti Minikube untuk panggilan lokal, atau menggunakan solusi cloud seperti Google Kubernetes Engine (GKE) atau Amazon EKS.

Menggunakan Minikube untuk Instalasi Lokal

Instal Virtualisasi: Pastikan Anda memiliki virtualisasi diaktifkan pada sistem Anda.
Instal Minikube: Download dan instal Minikube dari halaman resmi Minikube.
Jalankan Minikube: Ketik perintah berikut untuk memulai Minikube:
```
minikube start
```

Membuat Aplikasi Kontainer

Sebelum melakukan scaling, Anda memerlukan aplikasi yang dikontainerisasi. Anda bisa menggunakan Docker untuk membuat image kontainer aplikasi Anda. Misalnya, cobalah untuk membuat aplikasi web sederhana dengan Node.js.

Langkah-langkah Membuat Kontainer

Buat File Dockerfile:

FROM node:14
WORKDIR /app
COPY . .
RUN npm install
EXPOSE 3000
CMD ["node", "server.js"]

Build Image Docker:
```
docker build -t myapp .
```
Push Container ke Registry: Sebelum menggunakan image di Kubernetes, pastikan untuk push image ke Docker Hub atau container registry lainnya.

Deploy dan Scale Aplikasi di Kubernetes

Setelah memasang Kubernetes dan membuat kontainer aplikasi, langkah selanjutnya adalah mendeply aplikasi dan mengkonfigurasi scaling.

Buat File Konfigurasi Deployment

Buat file deployment.yaml untuk mendefinisikan konfigurasi aplikasi Anda.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myusername/myapp:latest
        ports:
        - containerPort: 3000

Jalankan Perintah untuk Deploy

Jalankan perintah berikut untuk mendeply aplikasi Anda di Kubernetes:

kubectl apply -f deployment.yaml

Scale Aplikasi

Untuk mengubah jumlah replika menjadi lebih banyak atau lebih sedikit, Anda bisa menggunakan perintah berikut:

kubectl scale deployment myapp-deployment --replicas=5

Perintah ini akan secara otomatis menambah atau mengurangi instans aplikasi Anda sesuai jumlah yang ditentukan.

Monitoring dan Mengelola Scaling

Menggunakan Kubernetes untuk scaling aplikasi juga memerlukan monitoring yang cermat. Alat seperti Prometheus dan Grafana sangat berguna untuk memonitor kinerja aplikasi dan batas sumber daya.

Best Practices untuk Scaling Aplikasi

Gunakan Liveness dan Readiness Probes: Mengetahui kapan aplikasi siap untuk menerima trafik dan kapan harus direstart jika tidak dapat berfungsi dengan baik.
Optimasi Resource Requests dan Limits: Pastikan setiap pod memiliki permintaan dan batasan sumber daya yang ditentukan untuk menghindari gangguan aplikasi.
Gunakan Horizontal Pod Autoscaler: Kubernetes menawarkan Horizontal Pod Autoscaler (HPA) untuk menyesuaikan jumlah replika pods berdasarkan metric penggunaan CPU atau metric lainnya.

Kesimpulan yang Masih Relevan

Dengan memanfaatkan fitur penting dari Kubernetes, Anda dapat belajar untuk scaling aplikasi dengan cara yang lebih efisien. Pengelolaan kontainer yang baik akan menghasilkan aplikasi yang tidak hanya responsif tetapi juga resilient, saat menghadapi beban pengguna yang berfluktuasi. Belajar scaling aplikasi dengan Kubernetes bukan hanya tentang aspek teknis, tetapi juga tentang bagaimana meningkatkan pengalaman pengguna dan efisiensi operasional secara keseluruhan.

#Sys Admin