Případová studie: Jak jsme postavili stabilní a škálovatelný systém na AKS pro e-commerce klienta

1. Úvod do problému: Proč Kubernetes a proč Azure?

Náš klient, středně velká e-commerce firma, měl před sebou klasický cloudový horor:

• Monolitická aplikace běžela na několika virtuálních strojích, které byly buď přetížené, nebo zbytečně žraly výkon.
• Sezónní špičky? Noční můra. Black Friday znamenal výpadky, nervy a ušlý zisk.
• Chaos v infrastruktuře: Ruční škálování, manuální nasazování verzí a nulový monitoring.
• Náklady? Nekontrolovatelné. Vývojáři netušili, kolik stojí jejich rozhodnutí.

Jasně – chtělo to změnu. A to pořádnou. Rozhodli jsme se pro Azure Kubernetes Service (AKS). Proč? Protože je to stabilní, flexibilní a automatizované řešení, které dává smysl nejen technologicky, ale i finančně.

2. Technická architektura: Jak to celé funguje?

Hlavní pilíře řešení:

1. Azure Kubernetes Service (AKS)
   • Hlavní orchestrátor pro běh aplikace v kontejnerech.
   • Využili jsme Node Pools pro oddělení různých pracovních zátěží (frontend, backend, databázové služby).
2. Azure Container Registry (ACR)
   • Privátní úložiště pro Docker kontejnery.
   • Každý build aplikace se automaticky pushnul do ACR a následně nasadil do AKS.
3. Azure Load Balancer (ALB)
   • Rozložení zátěže mezi jednotlivé nody.
   • Automatická kontrola stavu podů (health checks) a rerouting provozu při selhání.
4. Azure Application Gateway (WAF)
   • Web Application Firewall chránil aplikaci proti běžným hrozbám (SQL injection, XSS útoky).
   • SSL terminace probíhala přímo na Application Gateway.
5. Azure Monitor & Log Analytics
   • Azure Monitor: Realtime sledování metrik (CPU, RAM, síťová zátěž).
   • Log Analytics: Centrální úložiště logů ze všech podů.
   • Vytvořili jsme dashboardy v Grafaně, které vývojářům ukazovaly stav aplikace v reálném čase.
6. Azure Key Vault
   • Bezpečné úložiště pro všechny tajnosti: API klíče, certifikáty a přihlašovací údaje.
7. Horizontal Pod Autoscaler (HPA)
   • Automatické škálování na základě CPU a paměťových metrik.
   • Pody se automaticky přidávaly nebo odebíraly podle aktuální zátěže.
8. Azure DevOps Pipelines
   • Automatizované CI/CD pipeline.
   • Proces zahrnoval build Docker image, push do ACR a nasazení pomocí Helm Charts do AKS.
9. Azure SQL Database
   • Spravovaná databáze s vysokou dostupností.
   • Replikace pro lepší výkon a zálohování pro klidný spánek CTO.
10. Azure Virtual Network (VNet)

• Síťová izolace pro všechny komponenty.
• Privátní propojení mezi AKS, SQL a dalšími Azure službami.

3. CI/CD pipeline: Automatizace na steroidech

Nasazování nových funkcí bylo dříve manuální, pomalé a plné chyb. S Azure DevOps jsme to změnili:

1. Continuous Integration (CI):
   • Každý commit spustil automatické buildování Docker image.
   • Testovací skripty ověřily kvalitu kódu.
2. Continuous Deployment (CD):
   • Každý schválený build se automaticky pushnul do Azure Container Registry (ACR).
   • Helm Chart zajistil konzistentní nasazení do AKS.
   • Rollback byl připraven jedním kliknutím.

Výsledek? Nová verze aplikace mohla být nasazena několikrát denně, bez výpadků a bez nervů.

4. Monitoring a observabilita: Pohled do srdce systému

S Azure Monitor a Log Analytics jsme měli systém pod drobnohledem:

• Metriky v reálném čase: CPU, RAM, I/O operace, síťová aktivita.
• Logování chyb a událostí: Každý pod posílal logy do Log Analytics.
• Alerty: Automatická upozornění při překročení kritických hodnot (např. vysoké CPU nebo selhání podů).
• Grafana Dashboardy: Přehledné grafy s klíčovými ukazateli pro vývojáře i manažery.

5. Výzvy, kterým jsme čelili

• Optimalizace HPA (Horizontal Pod Autoscaler): Nastavit správné prahy pro škálování nebylo jednoduché. Vyžadovalo to několik týdnů testování a ladění.
• Nastavení CI/CD pipeline: Automatizace je super, ale první nastavení CI/CD bylo časově náročné.
• Kultura a školení: Vývojáři si museli zvyknout na nový způsob práce s Kubernetes a Helm Charts.

6. Výsledky: Co jsme dosáhli?

• 99,9% dostupnost aplikace během sezónních špiček.
• Snížení nákladů o 35 % díky automatizovanému škálování.
• Rychlejší nasazování nových verzí (až 10x denně) bez výpadků.
• Přehled o výkonu a nákladech díky monitoringu a alertingu.
• Bezpečnost na enterprise úrovni díky Key Vault a WAF.

7. Technická architektura diagram

Technickou architekturu najdete zde:
Stáhnout AKS architekturu

8. Co jsme si odnesli?

AKS je skvělý nástroj, ale není to „jen další Kubernetes cluster“. Správná implementace, automatizace a monitoring jsou klíčem k úspěchu.

„S EnterCloud jsme konečně dostali naši infrastrukturu pod kontrolu. Aplikace šlape jako hodinky a my se můžeme soustředit na vývoj nových funkcí.“ – CTO klienta

Máte podobné výzvy? Rádi vám pomůžeme zkrotit Kubernetes a posunout váš byznys dál!