Kubernetes (K8s) ist ein Open-Source-System zur Container-Orchestrierung, das sich zum De-facto-Standard für die Bereitstellung und den Betrieb containerisierter Anwendungen entwickelt hat. Es wurde für die Automatisierung der Softwarebereitstellung, Skalierung und Verwaltung konzipiert und verbessert die Zuverlässigkeit von Unternehmen und reduziert Zeit- und Ressourcenaufwand durch automatisierte Container-Orchestrierung.
Kubernetes wurde 2014 ursprünglich von Joe Bred, Brendan Burns und Craig McLuckie bei Google konzipiert. Die erste Version, Kubernetes 1.0, wurde am 21. Juli 2015 veröffentlicht. Inzwischen wird Kubernetes von der Cloud Native Computing Foundation gepflegt.
Im Folgenden erfahren Sie alles über Kubernetes und seine Position im Bereich der Container-Orchestrierung:
Kubernetes und der Markt für Container-Orchestrierung
Der weltweite Marktwert für Container-Orchestrierung wurde 2021 auf 454 Millionen US-Dollar geschätzt und soll bis 2027 bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 16,62 % im Zeitraum von 2022 bis 2027 auf 1,78 Milliarden US-Dollar steigen.
Kubernetes ist Marktführer und der weithin akzeptierte Anbieter von Diensten für Plattformen zur Container-Orchestrierung. Google Kubernetes Engine (GKE) spielt eine wichtige Rolle auf dem weltweiten Markt für Container-Orchestrierung und hält einen Marktanteil von 12,82 %.
Wichtige Funktionen von Kubernetes
Kubernetes ist eine funktionsreiche, containerzentrierte Verwaltungssoftware. Zu den wichtigsten Funktionen von Kubernetes gehören:
Automatisierte Rollouts und Abläufe
Der automatisierte Betrieb von Kubernetes kann sicherstellen, dass Anwendungen stets so ausgeführt werden, wie es der Nutzer vorgesehen hat. Änderungen an der Anwendung oder ihrer Konfiguration werden schrittweise ausgerollt, während der Zustand der Anwendung überwacht wird. Falls etwas schiefgeht, macht Kubernetes die Änderung für den Nutzer rückgängig. Kubernetes verfügt über integrierte Befehle, die einen Großteil des aufwendigen Verwaltungsaufwands für Anwendungen übernehmen.
Orchestrierung von Infrastruktur und Speicher
Kubernetes ermöglicht Entwicklern, sich auf Anwendungen zu konzentrieren, indem es Computing, Netzwerk und Speicher verwaltet. Das System kann automatisch das vom Nutzer ausgewählte Speichersystem einbinden – unabhängig davon, ob es sich um lokalen Speicher, einen Public-Cloud-Anbieter wie GCP oder AWS oder ein Netzwerkspeichersystem wie NFS, iSCSI, Gluster, Ceph, Cinder oder Flocker handelt. Die persistenten Volumes in Kubernetes stellen eine API für Nutzer und Administratoren bereit, die Details zur Speicherbereitstellung abstrahiert, abhängig davon, wie der Speicher genutzt wird, und so die Speicherverwaltung erleichtert.
Ressourcenverwaltung
Die Ressourcenverwaltung für Pods und Container ist eine wichtige Aufgabe, bei der mehrere zentrale Ressourcen wie CPU und Arbeitsspeicher verwaltet werden müssen. Dabei geben Nutzer einen Pod sowie die vom Container benötigte Ressourcenmenge an. Anschließend verwendet der Kube-Scheduler diese Informationen, um zu entscheiden, auf welchem Node der Pod platziert wird, und setzt diese Grenzen durch. Dadurch darf der laufende Container die Ressource nur innerhalb des festgelegten Limits nutzen.
Anwendungsfälle von Kubernetes
Kubernetes ist eine weit verbreitete Softwareplattform, die Container-Orchestrierung für verschiedene Nutzertypen in Organisationen jeder Größe bereitstellt:
„Kubernetes ist eine großartige Plattform für maschinelles Lernen, weil sie alle erforderlichen Scheduling- und Skalierungsfunktionen mitbringt. Wir haben versucht, einen Kubernetes-Core-Server zu erstellen, Kubeflow bereitgestellt und das gesamte Experiment orchestriert – mit einem wirklich guten Ergebnis.“ –Jérémie Vallée, AI infrastructure lead, Babylon
„Kubernetes wird in vielen Abteilungen eingesetzt, und jeden Tag kommen weitere hinzu. Mein Team gehörte zu den ersten Teams, die Kubernetes 8 für unsere Microservice-Bereitstellungen verwendeten. Es löst das Problem von HDHA-Anwendungen, agiler Entwicklung und Rollouts ohne Ausfallzeiten. Außerdem nutzen wir die Serviceerkennung zusammen mit Spring Boot Admin, um Details auf Node-Ebene für alle Nodes im Cluster bereitzustellen.“ –Jake Luby, lead engineer, Target
„In den nächsten Jahren werden die Menschen kaum noch darüber nachdenken, wenn sie Container ausführen wollen. Kubernetes wird die bevorzugte Lösung sein. Die wirklich großen Unternehmen wie Ticketmaster und Google machen es richtig, und auch die Start-ups machen es richtig, weil sie schneller sind.“ –Martin Danielsson, solution architect, Haufe Group
Alleinstellungsmerkmale von Kubernetes
Die Kernfunktionen von Kubernetes ermöglichen es Unternehmen, Bereitstellungen zu automatisieren, den Lebenszyklus von Containern zu verwalten und Entwicklern das Erstellen und Überwachen von Containern über mehrere Cluster hinweg zu erlauben. Zu den wichtigsten Differenzierungsmerkmalen von Kubernetes gehören:
Horizontale Skalierung und Selbstheilung
HorizontalPodAutoscaler aktualisiert automatisch eine Workload-Ressource. Die horizontale Skalierung reagiert auf eine erhöhte Auslastung, indem weitere Pods bereitgestellt werden. Kubernetes hilft dabei, die Anwendung mit einem einfachen Befehl hoch- und herunterzuskalieren. Die Selbstheilungsfunktion von Kubernetes startet ausgefallene Container neu, ersetzt und plant Container neu ein, wenn Nodes ausfallen, beendet Container, die nicht auf benutzerdefinierte Zustandsprüfungen reagieren, und kündigt ausgefallene Container gegenüber Clients erst an, wenn sie wieder bereit sind.
Serviceerkennung und Load-Balancing
Kubernetes reduziert den zusätzlichen Arbeitsaufwand durch Serviceerkennung und Load-Balancing. Nutzer müssen ihre Anwendungen nicht anpassen, um einen ungewohnten Mechanismus zur Serviceerkennung zu verwenden. Kubernetes weist Pods IP-Adressen und einer Gruppe von Pods einen einzigen DNS-Namen zu und kann die Last über diese Pods verteilen. Außerdem sind Pods nicht dauerhaft – sie können erstellt und gelöscht werden, um dem gewünschten Zustand des Clusters der Nutzer zu entsprechen.
Kubernetes-Secret
Kubernetes-Secrets ähneln ConfigMaps, sind jedoch speziell für die Speicherung vertraulicher Daten vorgesehen. Secrets enthalten eine kleine Menge sensibler Daten, etwa ein Passwort, ein Token oder einen Schlüssel. Nutzer können Secrets und die Anwendungskonfiguration bereitstellen und aktualisieren, ohne Images neu erstellen zu müssen und ohne Secrets in einer Stack-Konfiguration offenzulegen. Außerdem können Secrets unabhängig erstellt werden, und in einem Cluster ausgeführte Anwendungen können zusätzliche Vorkehrungen zum Schutz von Secrets treffen.
Nutzerbewertungen von Kubernetes
Kubernetes erhält auf mehreren Bewertungsplattformen überwiegend positive Bewertungen und Empfehlungen. Laut G2 bewerten Nutzer Kubernetes mit 4,5 von 5 Punkten, während Nutzer bei TrustRadius Kubernetes mit 8,9 von 10 Punkten bewerten. Darüber hinaus geben Nutzer bei PeerSpot Kubernetes 4,2 von 5 Punkten.
Laut Gartner Peer Insights bewerten Nutzer folgende Produkte:
- Platform9 Managed Kubernetes mit 4,5 von 5 Punkten; 91 % würden das Produkt weiterempfehlen
- VMware Tanzu Kubernetes Grid mit 4,5 von 5 Punkten; 75 % würden das Produkt weiterempfehlen
- IBM Cloud Kubernetes Service mit 3,5 von 5 Punkten; 50 % würden das Produkt weiterempfehlen
Kubernetes-Anbieter
Kubernetes ist ein Open-Source-System zur Container-Orchestrierung. Mehrere Unternehmen bieten eine Kubernetes-basierte Plattform oder Infrastructure-as-a-Service (IaaS) an, die Kubernetes bereitstellt, darunter:
- Google Cloud
- AWS
- IBM
- Microsoft
- Oracle
- Red Hat
- Platform9
- SUSE
- VMware
Fazit
Die richtigen Dienste zur Container-Orchestrierung helfen Unternehmen, ihre Geschäftsziele zu erreichen, indem sie die Funktionen von Anwendungen erweitern. Nutzer sollten verstehen, welche Arten von Containerisierungsfunktionen ihre Organisation benötigt und wie viel sie dafür bezahlen möchten.
Kubernetes unterstützt die skalierbare Verwaltung und Bereitstellung von Anwendungen und ermöglicht es, Workloads einfach und schnell in die Cloud zu verlagern. Die Bereitstellungskonfiguration wird als leicht zu schreibender und verständlicher Code definiert. Kubernetes bietet höhere Sicherheit bei niedrigen Betriebskosten, und seine nützlichen Tools sorgen für eine bessere Leistung bei Entwicklungsteams jeder Größe. Kubernetes kann für jedes Unternehmen eine gute Option sein.