Was ist Kubernetes?

Kubernetes ist eine containerzentrierte Verwaltungssoftware, die seit der breiten Einführung von Containern von vielen Unternehmen für die Bereitstellung und den Betrieb von containerisierten Anwendungen verwendet wird. Das griechische Wort „Kubernetes“ bedeutet „Steuermann“ oder „Lotse“. Das Akronym K8s leitet sich vom Zählen der acht Buchstaben ab, die die Buchstaben „K“ und „s“ trennen. Die Software basiert auf Borg, Googles interner Container-Orchestrierungsplattform.

2014 wurde Kubernetes als Open-Source-Tool veröffentlicht. Microsoft, Red Hat®, IBM und andere prominente Technologieunternehmen traten als frühe Unterstützer der Community bei. Die unschätzbaren Beiträge der Open-Source-Gemeinschaft und die 15-jährige Erfahrung von Google bei der Ausführung von Container-Workloads sind die Grundlage von Kubernetes. In diesem Artikel erfahren Sie alles über Kubernetes, die wichtigsten Funktionen und seine Einsatzmöglichkeiten.

Wesentliche Merkmale

Mehrere Funktionen von Kubernetes erleichtern die Orchestrierung von Containern über mehrere Hosts, automatisieren die Verwaltung von K8s-Clustern und optimieren die Ressourcennutzung durch eine optimale Auslastung der Infrastruktur. Einige der wichtigsten Funktionen sind:

Kubernetes steuert die Platzierung und das Scheduling von Containern in einem Cluster von Rechnern und garantiert, dass die Anwendung im gewünschten Zustand bleibt.
Durch das automatische Hinzufügen oder Entfernen von Containern auf der Grundlage der Ressourcennutzung und benutzerdefinierter Regeln ermöglicht es Anwendungen eine horizontale Skalierung.
Dank des integrierten Service Discovery Mechanismus können Container über zuverlässige Netzwerkadressen miteinander kommunizieren. Es nutzt auch den Lastausgleich, um den eingehenden Netzwerkverkehr auf die Container aufzuteilen.
Sie behält die Gesundheit der Container im Auge. Um die Anwendung in dem gewünschten Zustand zu halten, startet es fehlerhafte Container automatisch neu oder tauscht sie gegen neue aus.
Dank der Unterstützung für rollende Updates können Anwendungen mit geringstmöglicher Ausfallzeit aktualisiert werden. Außerdem ist es so einfacher, zu früheren Versionen zurückzukehren, falls etwas schief geht.
Es bietet einen Mechanismus, um Volumes von persistentem Speicher zu kontrollieren und sie bei Bedarf mit Containern zu verbinden.

Was sind die Vorteile?

Wie bereits erwähnt, ist Kubernetes ein Open-Source-System für die Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von containerisierten Anwendungen an jedem Ort. Es erleichtert die Anwendungsverwaltung, indem es die operativen Aufgaben der Container-Verwaltung automatisiert und integrierte Befehle für die Bereitstellung von Anwendungen, das Ausrollen von Änderungen, die Skalierung von Anwendungen nach oben und unten, um veränderten Anforderungen gerecht zu werden, die Überwachung von Anwendungen und vieles mehr bietet.

Unternehmen und Entwickler, die skalierbare, robuste und portable Anwendungen erstellen und verwalten möchten, können von Kubernetes und der Containerisierung erheblich profitieren. Weitere Einzelheiten zu den Vorteilen finden Sie weiter unten.

Containerisierung
Automatisierte Abläufe
Skalierbarkeit
Abstraktion der Infrastruktur
Hohe Verfügbarkeit
Ressourceneffizienz
Selbstheilungsfähigkeit
Tragbarkeit
DevOps-Befähigung

1. Containerisierung

Die Containerisierung ist der Hauptvorteil, da Kubernetes Anwendungen und ihre Abhängigkeiten in leichtgewichtige, isolierte Einheiten, die als Container bekannt sind, kapselt, indem es Containerisierungstechnologien wie Docker verwendet. Bessere Ressourcennutzung, einfache Anwendungspaketierung und konsistentes Verhalten in verschiedenen Umgebungen sind nur einige der Vorteile der Verwendung von Containern. Außerdem bietet es eine sichere Umgebung für Anwendungen und ermöglicht so eine einfachere und zuverlässigere Bereitstellung. Sie sind kosteneffektiv und skalierbar, was sie ideal für Anwendungen mit wechselnden Anforderungen macht.

2. Automatisierte Abläufe

Kubernetes verfügt über integrierte Befehle, die viele der arbeitsintensiven Teile der Anwendungsverwaltung übernehmen und Ihnen die Automatisierung von Routineaufgaben ermöglichen. Sie können sicherstellen, dass Ihre Anwendungen immer so funktionieren, wie Sie es beabsichtigt haben. Außerdem lassen sich Anwendungen je nach Bedarf problemlos vergrößern oder verkleinern, was zur Senkung der Infrastrukturkosten und zur Steigerung der betrieblichen Effizienz beiträgt. Darüber hinaus bietet Kubernetes einen Einblick in die Leistung der Anwendung und erleichtert so die Diagnose und Behebung von Problemen.

3. Skalierbarkeit

Kubernetes ermöglicht eine schnelle Skalierung von Anwendungen. Sie können Instanzen oder Pods je nach Arbeitslast hinzufügen oder entfernen und so eine horizontale Skalierung Ihrer Microservices-Anwendungen ermöglichen. Daher ist Ihre Anwendung eher in der Lage, Spitzen im Datenverkehr oder größere Ressourcenanforderungen zu bewältigen. Es erhöht auch die Reaktionsfähigkeit und Leistung, was bei der Umstellung von Arbeitslasten auf DevOps entscheidend ist.

4. Abstraktion der Infrastruktur

Sobald Kubernetes installiert ist, verwaltet es Ihre Computer-, Netzwerk- und Speicherarbeitslasten. Die Entwickler müssen sich nicht mehr um die zugrunde liegende Umgebung kümmern und können sich auf die Anwendungen konzentrieren.

5. Hohe Verfügbarkeit

Kubernetes bietet Lastausgleich und automatische Failover-Mechanismen zur Unterstützung der Hochverfügbarkeit. Es führt fortlaufende Gesundheitsprüfungen Ihrer Dienste durch, startet Container neu, wenn sie abstürzen oder blockiert sind, und gibt den Benutzerzugriff auf Dienste erst dann frei, wenn es sich vergewissert hat, dass diese betriebsbereit sind. Es kann ungesunde Instanzen ersetzen, ausgefallene Container automatisch neu starten und den Datenverkehr auf gesunde Instanzen aufteilen. Dadurch wird sichergestellt, dass Ihre Anwendung auch bei einem Ausfall von Containern oder der Infrastruktur weiterhin funktioniert, was die Zuverlässigkeit erhöht und die Ausfallzeiten verringert.

6. Ressourceneffizienz

Mit seinen ausgefeilten Scheduling-Funktionen maximiert Kubernetes die Ressourcennutzung und -zuweisung. Basierend auf den Anforderungen der Arbeitslast und der Ressourcenverfügbarkeit verteilt es Container intelligent auf die einzelnen Knoten. Durch die Optimierung der Nutzung von Computerressourcen wird die Verschwendung minimiert und die Kosten werden gesenkt.

7. Selbstheilungsfähigkeit

Aufgrund seiner Selbstheilungsfähigkeiten kann Kubernetes Probleme in der Anwendungsumgebung automatisch erkennen und beheben. Bei einem Ausfall eines Knotens oder Containers kann Kubernetes die Container auf gesunde Knoten umplanen. Darüber hinaus kann es automatische rollierende Updates durchführen und Instanzen ersetzen, die ausfallen, ohne die Verfügbarkeit der gesamten Anwendung zu beeinträchtigen.

8. Tragbarkeit

Dank der Portabilität von Kubernetes können Anwendungen problemlos zwischen verschiedenen Umgebungen verschoben werden, einschließlich öffentlicher Clouds, lokaler Rechenzentren und hybrider Konfigurationen. Aufgrund des Container-zentrierten Designs werden Anwendungen und ihre Abhängigkeiten zusammen verpackt. Es verringert die Möglichkeit von Inkompatibilitäten und ermöglicht eine reibungslose Bereitstellung auf verschiedenen Infrastrukturplattformen.

9. DevOps-Befähigung

Mit seiner einzigen Plattform für die Verwaltung und Bereitstellung von Anwendungen hilft Kubernetes den Teams, die an der Entwicklung und am Betrieb arbeiten, effektiver zusammenzuarbeiten. Kubernetes-Manifeste ermöglichen es Entwicklern, Anwendungskonfigurationen als Code zu definieren, was versionskontrollierte und wiederholbare Implementierungen erleichtert. Continuous Integration and Delivery (CI/CD) Pipelines, Überwachung des Anwendungszustands und Automatisierung von Bereitstellungsabläufen – all das ist mit Kubernetes für Betriebsteams möglich.

Kubernetes ist derzeit in aller Munde, und jedes Unternehmen möchte diese innovative Cloud-native Technologie übernehmen, um mit den sich ständig weiterentwickelnden Standards Schritt zu halten. Diese Open-Source-Container-Orchestrierungsplattform hat die Art und Weise, wie Unternehmen ihre Anwendungen bereitstellen, verwalten und skalieren, völlig verändert.

Durch den Einsatz von Kubernetes können Unternehmen die allgemeine Zuverlässigkeit ihrer Anwendungen erhöhen, Ausfallzeiten minimieren und die Ressourcennutzung optimieren. Seine automatisierten Failover-Mechanismen und Selbstheilungsfunktionen garantieren, dass Anwendungen auch bei Störungen oder Ausfällen weiter funktionieren. Kubernetes wird in jedem Unternehmen zum Einsatz kommen, um Container und Workloads zu verwalten und sicherzustellen, dass sie hoch skalierbar und belastbar sind.

Interessante Links:

Eine Einführung in die beliebte Container-Orchestrierungsplattform: Kubernetes

Mehr Informationen über Kubernetes

Bilder: Canva

Der Autor: Sascha Thattil arbeitet bei Software-Developer-India.com die zur YUHIRO Gruppe gehört. YUHIRO ist ein deutsch-indisches Unternehmen, das Programmierer an IT-Unternehmen, Agenturen und IT-Abteilungen vermittelt.