Kubernetes

Kubernetes (oft als K8s abgekürzt) ist eine Open-Source-Plattform zur Automatisierung der Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von containerisierten Anwendungen. Es ermöglicht die effiziente Orchestrierung von Containern in einer verteilten Umgebung.

Funktionsweise

Grundlegender Kubernetes-Workflow

• Bereitstellung von Containern: Anwendungen werden als Container in Kubernetes-Cluster hochgeladen.
• Orchestrierung: Kubernetes verwaltet, skaliert und verteilt die Container über die vorhandenen Knoten.
• Service Discovery & Load Balancing: Kubernetes stellt sicher, dass Anwendungen erreichbar sind und Anfragen gleichmäßig verteilt werden.
• Selbstheilung: Fehlerhafte Container werden automatisch neugestartet oder ersetzt.
• Automatische Skalierung: Kubernetes passt die Anzahl der laufenden Container je nach Auslastung an.

Beispiel für die Nutzung von Kubernetes

Ein Unternehmen möchte eine hochverfügbare Webanwendung betreiben, die sich bei hoher Last automatisch skaliert.

Ablauf:

1. Container bereitstellen: Die Anwendung wird als Docker-Container erstellt.
2. Deployment in Kubernetes: Ein Deployment-Manifest wird erstellt, das Container-Replikate definiert.
3. Automatische Skalierung: Kubernetes überwacht die Last und startet oder beendet Container bei Bedarf.
4. Service Discovery: Kubernetes sorgt dafür, dass alle Container unter einer einheitlichen Adresse erreichbar sind.
5. Fehlertoleranz: Falls ein Container abstürzt, wird er automatisch ersetzt.

Vorteile von Kubernetes

• Automatische Skalierung: Container werden dynamisch an den Ressourcenbedarf angepasst.
• Portabilität: Anwendungen laufen in Kubernetes unabhängig von der zugrunde liegenden Infrastruktur.
• Hohe Verfügbarkeit: Kubernetes sorgt für die gleichmäßige Verteilung der Workloads und startet fehlerhafte Container neu.
• Effiziente Ressourcennutzung: Ressourcen werden dynamisch und bedarfsgerecht zugewiesen.

Wichtige Kubernetes-Komponenten

• Pods: Die kleinste Einheit in Kubernetes, die einen oder mehrere Container enthält.
• Nodes: Die Server, auf denen die Container ausgeführt werden.
• Deployments: Definieren, wie viele Replikate einer Anwendung laufen sollen.
• Services: Erstellen eine stabile Netzwerkadresse für eine Gruppe von Pods.
• ConfigMaps und Secrets: Ermöglichen die Verwaltung von Konfigurationsdaten und sensiblen Informationen.

Best Practices für Kubernetes

• Namespace-Trennung: Verschiedene Umgebungen (z. B. Test, Produktion) sollten in separaten Namespaces organisiert werden.
• Automatische Skalierung nutzen: Horizontal Pod Autoscaler sorgt für eine effiziente Ressourcennutzung.
• Security Best Practices: Netzwerk-Richtlinien und Rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC) sollten implementiert werden.
• Monitoring und Logging einrichten: Tools wie Prometheus, Grafana und ELK-Stack helfen bei der Analyse von Anwendungsmetriken.
• Immutable Infrastructure: Änderungen sollten durch neue Deployments und nicht durch direkte Modifikation laufender Container erfolgen.