Traefik چیست؛ راز مدیریت ساده کانتینرها و میکروسرویس‌ها

Traefik چیست؟ این سوال کلیدی برای هر کسی است که با کانتینرها و میکروسرویس‌ها سروکار دارد. مدیریت شبکه و مسیریابی ترافیک در محیط‌های پویا و پر تغییر، با ابزارهای سنتی زمان‌بر و مستعد خطا است. Traefik این مشکل را با پیکربندی خودکار، شناسایی سرویس‌ها و مدیریت خودکار SSL/TLS حل می‌کند. این ابزار با پشتیبانی از Docker، Kubernetes و دیگر Providerها، به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد سرویس‌ها را بدون دخالت دستی مدیریت کنند و ترافیک را به صورت هوشمند مسیردهی کنند. در این مقاله، با قابلیت‌ها و نحوه استفاده Traefik آشنا خواهید شد.

Traefik چیست و چه مشکلی را حل می‌کند؟

Traefik (ترافیک) یک ابزار متن‌باز است که هم نقش پراکسی معکوس دارد و هم متعادل‌کننده بار ترافیک. این ابزار، مخصوص محیط‌های ابری و معماری میکروسرویس ساخته شده است. فرض کنید در یک زیرساخت پویا هر روز ده‌ها یا حتی صدها کانتینر ایجاد، حذف یا به‌روزرسانی می‌شوند؛ Traefik کمک می‌کند این فرایندها به‌صورت خودکار و ساده مدیریت شوند.

Proxyهای سنتی برای مدیریت این وضعیت نیازمند به‌روزرسانی مداوم و دستی فایل‌های پیکربندی هستند؛ فرآیندی که نه تنها زمان‌بر، بلکه به شدت مستعد خطای انسانی است. Traefik دقیقا برای حل این مشکل به وجود آمده است. این ابزار به جای وابستگی به فایل‌های پیکربندی ثابت، به API زیرساخت شما (مانند داکر یا Kubernetes) متصل می‌شود و به صورت خودکار تغییرات را شناسایی کرده و قوانین مسیریابی را در لحظه به‌روزرسانی می‌کند.

مهمترین قابلیت های Traefik چیست؟

Traefik با مجموعه‌ای از ویژگی‌های قدرتمند، خود را از ابزارهای مشابه متمایز می‌کند. این قابلیت‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که فرآیندهای پیچیده شبکه را در محیط‌های مدرن نرم‌افزاری ساده‌سازی کنند.

• پیکربندی داینامیک و سرویس دیسکاوری: این کلیدی‌ترین ویژگی Traefik است. این ابزار به طور خودکار سرویس‌های جدید را کشف کرده و تنظیمات شبکه را بدون نیاز به ری‌استارت، به‌روزرسانی می‌کند.
• پشتیبانی گسترده از Provider ها: Traefik با طیف وسیعی از ارکستریشن‌های کانتینر و سرویس‌ها مانند کوبرنتیز، داکر سوارم، و بسیاری دیگر سازگار است.
• لود بالانسر داخلی: به طور موثر ترافیک ورودی را بین چندین نمونه از یک سرویس توزیع می‌کند تا عملکرد و پایداری سیستم افزایش یابد.
• مدیریت خودکار SSL/TLS: مدیریت خودکار SSL/TLS در Traefik یعنی خودش به صورت خودکار گواهی امنیتی رایگان از Let’s Encrypt می‌گیرد و تمدید می‌کند تا سرویس‌ها همیشه امن باشند.
• میدلورهای (Middlewares) قدرتمند: امکان تغییر درخواست‌ها قبل از رسیدن به سرویس نهایی را فراهم می‌کند. قابلیت‌هایی مانند احراز هویت، محدودسازی نرخ درخواست (Rate Limiting) و تغییر هدرها از طریق میدلورها پیاده‌سازی می‌شوند.
• داشبورد وب (Web UI): یک رابط کاربری گرافیکی برای مانیتورینگ شبکه و سرویس‌ها، روترها و بررسی سلامت کلی سیستم ارائه می‌دهد که فرآیند عیب‌یابی شبکه را بسیار ساده می‌کند.
• پشتیبانی از پروتکل‌های مدرن: از پروتکل‌های جدید مانند HTTP/2، HTTP/3 و وب سوکت به طور کامل پشتیبانی می‌کند.
• قابلیت دسترسی بالا: قابلیت دسترسی بالا یعنی اینکه Traefik می‌تواند به صورت گروهی (خوشه‌ای) اجرا شود تا اگر یکی از سرورها از کار افتاد، بقیه ادامه دهند و سرویس قطع نشود.

Traefik چگونه مدیریت ترافیک کانتینرها را ساده می‌کند؟

راز سادگی Traefik در تغییر پارادایم از “پیکربندی ایستا” به “کشف خودکار” نهفته است. در روش‌های سنتی، شما باید به پراکسی بگویید که “یک سرویس جدید با آدرس X اضافه شده است”. اما با Traefik، این خود ابزار است که به ارکستریتور کانتینر شما (مانند Docker Engine) گوش می‌دهد و تغییرات را مشاهده می‌کند. وقتی یک محفظه نرم‌افزاری یا همان کانتینر جدید راه‌اندازی می‌شود، Traefik از طریق لیبل‌هایی (Labels) که به آن کانتینر متصل شده‌اند، متوجه می‌شود که این سرویس باید در دسترس قرار گیرد.

Traefik این لیبل‌ها را می‌خواند، نام دامنه، پورت و سایر قوانین مسیریابی را استخراج کرده و به صورت آنی یک مسیر جدید برای آن ایجاد می‌کند. این فرآیند کاملاً خودکار است و نیاز به دخالت دستی را به صفر می‌رساند، که این امر به ویژه در مدیریت میکروسرویس‌ها یک مزیت بزرگ محسوب می‌شود.

سرویس دیسکاوری خودکار در Traefik چیست و چگونه کار میکند؟

قابلیت Service Discovery یا همان شناسایی خودکار سرویس‌ها، مهم‌ترین بخش و هسته اصلی Traefik است و به صورت خودکار فرآیند شناسایی سرویس‌ها در یک شبکه را انجام می‌دهد. این قابلیت به جای اینکه توسعه‌دهندگان را مجبور به نگهداری لیست‌های استاتیک از آدرس‌ها کند، این فرآیند را پویا و خودکار می‌سازد. Traefik این کار را از طریق کامپوننت‌هایی به نام “Provider” انجام می‌دهد. هر Provider مسئول ارتباط با یک زیرساخت خاص (مانند داکر، کوبرنتیز، Console و…) است.

Traefik به طور مداوم API این Providerها را برای یافتن اطلاعات مربوط به مسیریابی پرس‌وجو می‌کند. به محض اینکه یک سرویس جدید مستقر شود یا یک سرویس موجود حذف گردد، Provider مربوطه این تغییر را شناسایی کرده و Traefik بلافاصله پیکربندی داینامیک خود را برای منعکس کردن این تغییر به‌روزرسانی می‌کند. این اتوماسیون شبکه، نیاز به پیکربندی دستی را از بین برده و به سیستم اجازه می‌دهد تا به سرعت با تغییرات زیرساخت سازگار شود.

استفاده از Traefik چه مزایایی برای توسعه دهندگان دارد؟

استفاده از Traefik به طور مستقیم بر افزایش سرعت و کارایی تیم‌های توسعه نرم‌افزار مدرن تأثیر می‌گذارد و به آنها اجازه می‌دهد تا بیشتر بر منطق اصلی برنامه تمرکز کنند تا درگیری با پیچیدگی‌های شبکه.

• کاهش چشمگیر پیکربندی دستی: توسعه‌دهندگان دیگر نیازی به نوشتن و مدیریت فایل‌های پیچیده پراکسی ندارند. این امر به خصوص در محیط‌های توسعه و تست که سرویس‌ها به طور مکرر تغییر می‌کنند، بسیار ارزشمند است.
• تسریع چرخه استقرار: با خودکارسازی فرآیند مسیریابی، استقرار سرویس‌های جدید به سادگی اجرای یک کانتینر با لیبل‌های صحیح خلاصه می‌شود.
• مدیریت ساده SSL/TLS: فعال‌سازی HTTPS برای سرویس‌های مختلف، که قبلاً یک فرآیند پیچیده بود، با Traefik به چند خط پیکربندی ساده تبدیل می‌شود.
• محیط توسعه یکپارچه: Traefik به راحتی می‌تواند در محیط توسعه محلی (Local) نیز راه‌اندازی شود و رفتاری مشابه محیط پروداکشن از خود نشان دهد. این هماهنگی از بروز مشکلات ناشی از تفاوت محیط‌ها جلوگیری می‌کند.
• افزایش دید و قابلیت مانیتورینگ: داشبورد وب به توسعه‌دهندگان دیدی شفاف از وضعیت مسیریابی و سلامت سرویس‌ها می‌دهد که به عیب‌یابی سریع‌تر کمک شایانی می‌کند.

تفاوت اصلی Traefik با NGINX در چیست؟

Traefik و NGINX هر دو ابزارهای قدرتمندی در حوزه پراکسی معکوس هستند، اما با فلسفه و معماری متفاوتی طراحی شده‌اند. NGINX یک وب سرور با کارایی بسیار بالا است که به تدریج قابلیت‌های پراکسی معکوس و لود بالانسر به آن اضافه شده است. پیکربندی آن عمدتاً استاتیک و مبتنی بر فایل است که برای کنترل دقیق و محیط‌های پایدار ایده‌آل است. در مقابل، Traefik از ابتدا به عنوان یک ابزار Cloud-Native برای محیط‌های پویا و مبتنی بر میکروسرویس ساخته شده است. تفاوت اصلی در قابلیت “سرویس دیسکاوری” داخلی و پیکربندی داینامیک Traefik نهفته است که آن را برای ارکستراسیون کانتینرها بسیار مناسب‌تر می‌کند.

ویژگی	Traefik	NGINX
فلسفه طراحی	ابری-بومی و داینامیک	وب سرور عمومی و استاتیک
پیکربندی اصلی	خودکار از طریق API و لیبل‌ها	دستی از طریق فایل‌های conf
سرویس دیسکاوری	داخلی و یکپارچه	نیازمند ابزارهای جانبی یا اسکریپت
مدیریت SSL	کاملاً خودکار با اتصال به Let’s Encrypt	نیازمند پیکربندی دستی (Certbot)
مورد استفاده اصلی	معماری میکروسرویس و کانتینرها	وب‌سایت‌های با ترافیک بالا، کشینگ
سهولت استفاده	منحنی یادگیری اولیه کمی پیچیده، اما مدیریت روزمره بسیار ساده	نیازمند دانش فنی بیشتر برای پیکربندی

چه زمانی باید از Traefik استفاده کنیم؟

استفاده از Traefik بستگی به نیاز پروژه و زیرساخت شما دارد. به طور کلی، وقتی محیط شما دائم در حال تغییر و پویاست، Traefik گزینه‌ی مناسبی است. اگر زیرساخت شما مبتنی بر کانتینرها و میکروسرویس‌ها است و سرویس‌ها به طور مداوم ایجاد، حذف یا مقیاس‌بندی می‌شوند، Traefik یک گزینه بی‌رقیب است. همچنین، زمانی که سرعت توسعه و استقرار برای تیم شما اولویت بالایی دارد و می‌خواهید از سربار پیکربندی‌های دستی شبکه خلاص شوید، این ابزار ارزش فوق‌العاده‌ای ایجاد می‌کند. اگر به دنبال راه‌حلی برای مدیریت خودکار گواهی‌های SSL بدون هیچ دردسری هستید، Traefik با یکپارچگی عمیق با Let’s Encrypt این کار را برای شما انجام می‌دهد.

نقش Traefik در معماری کوبرنتیز چیست؟

در محیط کوبرنتیز، Traefik معمولاً نقش یک ورودی (Ingress Controller) را بر عهده دارد. یک Ingress در کوبرنتیز منبعی است که قوانین دسترسی HTTP و HTTPS از خارج کلاستر به سرویس‌های داخل کلاستر را مدیریت می‌کند. اما خود Ingress به تنهایی کاری انجام نمی‌دهد و برای اجرای این قوانین به یک کنترلر اینگرس نیاز دارد. Traefik با نظارت بر منابع Ingress در API کوبرنتیز، به صورت خودکار قوانین مسیریابی را پیاده‌سازی می‌کند. قابلیت پیکربندی خودکار Traefik آن را به یک انتخاب عالی برای محیط پویای کوبرنتیز تبدیل کرده است، جایی که Pod ها و سرویس‌ها به طور دائم در حال تغییر وضعیت هستند.

آموزش گام به گام نصب Traefik در کنار داکر

راه‌اندازی Traefik همراه با داکر به خاطر هماهنگی خوب این دو ابزار، خیلی راحت و کاربردی انجام می‌شود. اگرچه درک مفاهیم اولیه و پیکربندی اولیه آن می‌تواند به دلیل پیچیدگی‌های ذاتی‌اش چالش‌برانگیز باشد، اما پس از راه‌اندازی، افزودن و مدیریت سرویس‌های جدید به شکلی چشمگیر ساده می‌شود.در ادامه مراحل اصلی این فرآیند شرح داده شده است:

در این بخش می‌خواهیم نشان دهیم که Traefik چگونه به صورت پویا (دینامیک) درخواست‌ها را مسیردهی می‌کند. برای این کار از Docker provider استفاده می‌کنیم.

ابتدا باید کانتینرهای لازم را دریافت کنیم. (در زمان نوشتن این آموزش، آخرین نسخه استفاده شده v2.9 است.)

قبل از اجرای کانتینر، لازم است چند گزینه را مشخص کنیم. برای راحتی کار از یک docker-compose file استفاده می‌کنیم و تمام گزینه‌های لازم برای اجرای یک تنظیم ساده و پایه از Traefik را در آن قرار می‌دهیم.

ابتدا یک شبکه برای Traefik می‌سازیم:

سپس فایل compose را می‌نویسیم که گزینه‌های زیر در آن قرار دارد و هرکدام در قالب یک توضیح (کامنت) شرح داده شده‌اند:

اکنون آماده اجرای کانتینر هستیم:

برای بررسی اینکه کانتینر در حال اجراست، می‌توانیم از  دستور docker ps استفاده کنیم:

همانطور که در فایل compose مشاهده کردید، داشبورد Traefik فعال شده و از طریق پورت 8080 قابل دسترسی است.

توضیحی کوتاه درباره داشبورد

داشبورد ترافیک یک محیط ساده و زیبا برای مشاهده وضعیت سرویس‌ها و مسیرهاست. هر سرویسی که توسط Traefik شناسایی شود، به طور خودکار در داشبورد نمایش داده می‌شود. در بخش HTTP می‌بینیم که سه router وجود دارد.

طبق مستندات رسمی، router وظیفه دارد درخواست‌های ورودی را به سرویسی که می‌تواند آن را مدیریت کند متصل کند. پورت 80 به عنوان نقطه ورودی برای درخواست‌ها در نظر گرفته شده است.

روترهایی که مشاهده می‌کنیم، مسیرهای پیش‌فرض برای اجزای Traefik هستند.

توجه: داشبورد با وجود اینکه ابزار مفیدی است، از نظر امنیتی نقطه ضعف به شمار می‌رود و نباید در محیط‌هایی که به اینترنت یا شبکه بیرونی متصل هستند، بدون محافظت در دسترس قرار گیرد. در محیط‌های واقعی Production بهتر است یا غیرفعال شود (حذف پورت 8080 در فایل compose)، یا با گواهی SSL و روش‌های امنیتی دیگر محافظت گردد، یا تنها در شبکه داخلی استفاده شود.

افزودن سرویس به Traefik

اکنون یک سرویس اضافه می‌کنیم تا Traefik درخواست‌ها را به آن هدایت کند. برای نمونه از یک وب‌سرور Nginx در Docker استفاده می‌کنیم.

ابتدا ایمیج را دریافت و کانتینر را اجرا می‌کنیم:

توجه کنید که کانتینر را در همان شبکه‌ای که قبلاً ساخته بودیم اجرا می‌کنیم. پورت 8081 را هم برای دسترسی به وب‌سرور باز کرده‌ایم چون پورت 80 قبلا در اختیار Traefik است.

پس از اطمینان از اجرای nginx، می‌توانیم بررسی کنیم که چگونه در داشبورد نمایش داده می‌شود. و بدون هیچ دخالت اضافی، می‌توانیم میزبان جدید را مشاهده کنیم:

در حال حاضر میزبان جدید یک نام دامنه کامل (FQDN) نیست و نمی‌توانیم به این روش به آن دسترسی پیدا کنیم، که به این معنی است که Traefik در حال حاضر نمی‌تواند هیچ درخواستی را از طریق آن مسیریابی کند. همان‌طور که می‌دانیم، Traefik سرویس‌ها را اسکن می‌کند و به‌طور خاص به دنبال برچسب‌های کانتینر می‌گردد. این برچسب‌ها به‌عنوان دستورالعمل برای Traefik عمل می‌کنند. بیایید برچسب‌ها را به کانتینرها اضافه کنیم.

و فایل Compose را به صورت زیر ویرایش کنید:

لوکال‌هاستی که Traefik از آن درخواست‌ها را به وب‌سرور هدایت می‌کند، تنظیم خواهد شد.

می‌بینیم که اکنون یک هاست مناسب داریم. بیایید بررسی کنیم که آیا کار می‌کند:

توجه کنید که اکنون می‌توانیم از طریق دامنه traefik.localhost که در برچسب کانتینر تنظیم کردیم، به داشبورد متصل شویم. دامنه nginx.localhost نیز باید ما را به کانتینر وب‌سرور هدایت کند:

پیکربندی چند سرویس با یک دامنه

حالت معمول زمانی است که چندین میکروسرویس داریم که همگی از یک دامنه استفاده می‌کنند. برای نمونه، دو کانتینر Nginx با تنظیمات جداگانه می‌سازیم.

برای وب‌سرور اول یک فایل default.conf می‌نویسیم و صفحه index را به صورت “STATIC PAGE” قرار می‌دهیم.

فایل Dockerfile:

برای وب‌سرور دوم فایل default.conf و Dockerfile جداگانه می‌سازیم و صفحه index آن محتوای متفاوتی خواهد داشت.

فایل Dockerfile:

هر دو ایمیج را ساخته و نام آن‌ها را nginx1 و nginx2 می‌گذاریم.

سپس فایل compose را به‌روزرسانی کرده و برای هر کدام برچسب‌ها (Labels) و قوانین درست (مانند PathPrefix) را اضافه می‌کنیم.

قاعده PathPrefix با پیشوند مسیر درخواست مطابقت دارد.

کانتینرها را اجرا کنید:

بعد از اجرای کانتینرها، در داشبورد هر دو میزبان جدید قابل مشاهده‌اند.

اگر آدرس‌ها را تست کنیم، می‌بینیم که Traefik بسته به قوانین تعریف شده درخواست‌ها را به درستی بین سرویس‌ها هدایت می‌کند.

میدلور در Traefik چه کاربردی دارد؟

میدلورها یکی از قدرتمندترین مفاهیم در Traefik هستند. آن‌ها قطعاتی از نرم‌افزار هستند که بین روتر و سرویس نهایی قرار می‌گیرند و می‌توانند درخواست‌های ورودی را قبل از رسیدن به مقصد، تغییر دهند یا پردازش کنند. این قابلیت به شما اجازه می‌دهد تا وظایف مشترک و تکراری را به صورت متمرکز مدیریت کنید. برای مثال، به جای اینکه منطق احراز هویت را در تک‌تک میکروسرویس‌های خود پیاده‌سازی کنید، می‌توانید از یک میدلور BasicAuth در Traefik استفاده کنید تا دسترسی به سرویس‌های مورد نظر را محدود نمایید. از دیگر کاربردهای رایج میدلورها می‌توان به افزودن هدرهای امنیتی، فشرده‌سازی پاسخ‌ها، ریدایرکت کردن ترافیک HTTP به HTTPS، و محدود کردن تعداد درخواست‌ها از یک IP خاص (Rate Limiting) اشاره کرد.

مدیریت گواهی SSL در Traefik به چه صورت است؟

Traefik فرآیند پیچیده و زمان‌بر مدیریت گواهی‌های SSL/TLS را به یک کار کاملاً خودکار و ساده تبدیل کرده است. این قابلیت به لطف یکپارچگی داخلی با Let’s Encrypt، یک مرجع صدور گواهی (CA) رایگان و خودکار، محقق می‌شود.

• پیکربندی Certificate Resolver: در فایل پیکربندی استاتیک Traefik (مثلاً traefik.yml یا از طریق آرگومان‌های خط فرمان)، باید یک “Certificate Resolver” تعریف کنید. در این بخش، شما مشخص می‌کنید که می‌خواهید از ACME (پروتکل مورد استفاده Let’s Encrypt) استفاده کنید، یک ایمیل برای اطلاع‌رسانی وارد می‌کنید و نوع چالش تایید هویت (معمولاً httpChallenge) را مشخص می‌نمایید.
• تعریف EntryPoint برای HTTPS: یک نقطه ورودی EntryPoint برای ترافیک HTTPS بر روی پورت 443 تعریف کنید.
• فعال‌سازی TLS در روتر: هنگامی که یک سرویس جدید را از طریق لیبل‌های داکر تعریف می‌کنید، کافی است در لیبل‌های مربوط به روتر آن سرویس، مشخص کنید که TLS باید فعال باشد (traefik.http.routers.my-app.tls=true) و از کدام Certificate Resolver استفاده کند (traefik.http.routers.my-app.tls.certresolver=myresolver).
• ارتباط خودکار: پس از این پیکربندی، Traefik به طور خودکار با سرورهای Let’s Encrypt ارتباط برقرار کرده، مالکیت دامنه شما را تایید می‌کند، گواهی SSL را دریافت و نصب می‌نماید و مهم‌تر از همه، قبل از انقضای گواهی، آن را به صورت خودکار تمدید می‌کند.

کلام آخر

Traefik چیزی فراتر از یک پراکسی معکوس ساده است؛ این ابزار یک راه‌حل هوشمند برای چالش‌های شبکه در دنیای پیچیده و پویای میکروسرویس‌ها و کانتینرهاست. با خودکارسازی فرآیندهای طاقت‌فرسای پیکربندی و مدیریت SSL، Traefik به تیم‌های توسعه اجازه می‌دهد تا با سرعت و اطمینان بیشتری محصولات خود را ارائه دهند. اگرچه تسلط بر Traefik در ابتدا نیازمند صرف زمان برای یادگیری است، اما پس از پیاده‌سازی صحیح، اگر به دنبال حذف گلوگاه‌های عملیاتی و ساده‌سازی مدیریت روزمره زیرساخت شبکه خود هستید، Traefik بدون شک یک سرمایه‌گذاری ارزشمند است.