Mengganti Kubernetes dengan systemd (2024)

• Penulis berbagi pengalaman frustrasi terhadap kompleksitas dan konsumsi resource Kubernetes dalam mengelola server pribadi, lalu menggantinya dengan kombinasi systemd dan Podman
• Kubernetes memang menarik berkat GitOps dan otomatisasi, tetapi di lingkungan kecil sistem ini terasa terlalu berat
• Dengan memanfaatkan fitur pembaruan otomatis Podman dan pembuatan layanan systemd, fungsi inti Kubernetes dapat diimplementasikan dengan sederhana
• Artikel ini juga menjelaskan menjalankan layanan level pengguna secara otomatis dengan menggabungkan systemctl dan loginctl, serta menekankan bahwa konsumsi resource VPS berkurang drastis
• Namun, integrasi systemd di Podman disebut akan segera digantikan oleh pendekatan baru bernama "Quadlet"

---

Pendahuluan: Pertemuan pertama dengan Kubernetes

• Penulis memperkenalkan pengalamannya saat bereksperimen dengan Kubernetes pada 2018 dan mencoba membangun cluster di NUC pribadi
• Kubernetes memang kompleks, tetapi pada dasarnya bekerja dengan struktur loop berulang seperti berikut:
  • memahami kondisi saat ini → menghitung kondisi yang diinginkan → menghitung perbedaan → menerapkan
• Fitur otomatisasi dengan berbagai komponen seperti cert-manager terasa sangat mengesankan

Tuntutan resource Kubernetes yang berlebihan

• Di server pribadi (NUC), Kubernetes menyebabkan penggunaan CPU terus-menerus, suara kipas, dan panas berlebih
• Berbagai distribusi seperti Azure, MicroK8s, dan K3S juga mengonsumsi resource yang cukup besar
  • MicroK8s: penggunaan CPU 12% (VPS 2vCPU)
  • K3S: penggunaan CPU 6% (Ampere A1 2vCPU)

Godaan otomatisasi GitOps

• Dengan alat seperti Flux, otomatisasi deployment berbasis Git menjadi sangat mudah
• Cukup push image container ke GitHub, lalu server akan otomatis men-deploy aplikasi terbaru
• Namun, tanpa Kubernetes, mewujudkan otomatisasi seperti ini sangat sulit

Munculnya Podman dan systemd

• Podman adalah alat pengganti Docker dan memiliki fitur mengubah container menjadi layanan systemd
• Melalui podman generate systemd, file service dapat dibuat secara otomatis
• Dengan tag io.containers.autoupdate, pembaruan image otomatis sekali sehari dapat dilakukan
• Dengan merujuk metode ini dari Fedora Magazine, penulis berhasil membangun lingkungan pengganti Kubernetes

Tiga komponen yang dibutuhkan

1. systemctl --user enable mycontainer.service

   • Mengatur agar container berjalan otomatis saat login

2. loginctl enable-linger

   • Mengatur agar sesi pengguna aktif saat server melakukan boot

3. Fitur auto-update Podman

• Dengan tiga hal ini, 99% fungsi yang disediakan Kubernetes bisa digantikan dengan cara yang lebih sederhana dan ringan

Hasil migrasi

• Seluruh layanan dimigrasikan dari VPS lama ke VPS baru
• Resource berkurang setengah, tetapi performa justru meningkat, kepadatan layanan bertambah, dan biaya pun turun

Tantangan berikutnya: Quadlet

• Sayangnya, integrasi systemd di Podman akan segera dihentikan
• Sebagai gantinya, definisi baru bernama file Quadlet akan digunakan
• Artikel ditutup dengan catatan bahwa kita perlu bersiap mempelajari teknologi baru ini

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Jika Kubernetes hanya dipandang sebagai alat untuk menjalankan dan memperbarui image container, itu bisa jadi penggunaan yang berlebihan

  • Kubernetes menyediakan resource yang diperlukan agar container dapat berbagi state, saling terhubung, dan mengakses konfigurasi atau secret
  • Biaya CPU dan memori muncul dari pengelolaan container dan penyediaan resource yang dibutuhkan
  • Dalam sistem terdistribusi, tidak semua sistem bekerja sesuai keinginan, sehingga operator terus berupaya mencapai state yang diinginkan

• Pernah mencoba menjalankan beberapa situs web kecil dengan Docker, tetapi pembaruan image dan pengujiannya sulit

  • Mengganti semuanya dengan skrip yang membuat unit systemd di Debian, lalu me-restart saat layanan berubah
  • Menggunakan VM pengujian untuk melakukan rsync perubahan ke host deployment dan menjalankan skrip deployment
  • Seluruh sistem berjalan di VPS 2GB, dan bisa turun ke 1GB jika Wordpress secara resmi mendukung SQLite
  • Menggunakan Mariadb untuk meminimalkan kebutuhan dukungan

• Tidak ada masalah dalam mengelola klaster Kubernetes, tetapi untuk proyek hobi sulit digunakan karena kebutuhan resource

  • Kubernetes terlalu intensif resource untuk dijalankan di VPS $10/bulan
  • Menggunakan perintah docker compose secara manual, dan memakai fitur penemuan container dari Traefik alih-alih Ingress
  • Menulis skrip kecil untuk mengelola crontab alih-alih CronJobs
  • Berusaha menyelesaikan, dengan cara yang kurang efisien, masalah yang sebenarnya sudah diselesaikan Kubernetes
  • Menginginkan alternatif ringan yang menyediakan API kompatibel Kubernetes dan berjalan baik di instance VPS murah

• Systemd menyelesaikan banyak masalah dan tidak boleh diabaikan

  • Menyediakan beragam fitur seperti machinectl, nspawn, vmspawn, importctl, dan lainnya
  • homed/homectl memperluas pengelolaan pengguna, mounts untuk auto-mount drive, boot untuk mengontrol start/stop layanan, timers sebagai pengganti cron
  • Unit layanan mengontrol pekerjaan, dan file konfigurasi dapat diedit dengan systemctl edit

• Menjalankan homelab dengan podman-systemd, dan setiap kali meneliti varian Kubernetes baru tidak ada kerepotan tambahan

  • Menggunakan playbook Ansible untuk menarik image terlebih dahulu dan menempatkan file unit di lokasi yang tepat
  • Menjalankan stack printer 3D Voron dengan podman-systemd, dan sedang mempertimbangkan beralih ke mkosi dan systemd-sysupdate
  • Ada kerepotan karena harus mengonversi file docker-compose menjadi unit systemd
  • Podman mengurangi kompleksitas pengaturan pengguna/izin

• Langkah berikutnya adalah mengelola container di dalam systemd dengan Quadlet

  • Detail lebih lanjut tersedia di blog Red Hat

• Membuat Skate untuk membangun sistem yang mendukung multi-host dan manifest Kubernetes

  • Di balik layar menggunakan podman dan systemd

• Dimungkinkan menggunakan perintah Docker compose dan Caddy untuk mendapatkan sertifikat secara otomatis

  • Dapat disetel dengan sederhana menggunakan perintah docker compose up -d --pull always
  • Konfigurasi CI dibangun menggunakan scp dan ssh
  • Sederhana dan juga berfungsi di mesin pengembangan

• Systemd kini juga menyediakan ParticleOS, distro OS resmi untuk workflow immutable

• Berpendapat bahwa deployment ke satu server seharusnya tidak rumit, lalu menulis alat bernama Harbormaster

  • Menggunakan file YAML untuk menemukan repositori dan menjalankan file Docker Compose
  • Menyimpan semua state dalam satu direktori sehingga mudah dibackup
  • Ini adalah alat orkestrasi container termudah yang dibutuhkan untuk satu server