Die Nutzung von Containern hat die Art und Weise verändert, wie bei der Entwicklung, Bereitstellung und Wartung von Software vorgegangen wird. Container sind so leicht und flexibel, dass sie zu neuen Anwendungsarchitekturen geführt haben. Der neue Ansatz besteht darin, die verschiedenen Dienste, aus denen eine Anwendung besteht, in separate Container zu packen und diese Container in einem Cluster aus physischen oder virtuellen Maschinen bereitzustellen. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer Container-Orchestrierung mit Tools wie Kubernetes, das die Bereitstellung, Verwaltung, Skalierung, Vernetzung und Verfügbarkeit von auf Container basierenden Anwendungen automatisiert.
Was ist Kubernetes?
Kubernetes ist ein aus Google hervorgegangenes Open-Source-Projekt, mit dem die Bereitstellung und Verwaltung von Multi-Container-Anwendungen automatisiert werden kann. Kubernetes arbeitet hauptsächlich mit Docker. Es kann jedoch mit jedem Containersystem arbeiten, das den Open Container Initiative (OCI) Standards entspricht. Da Kubernetes Open Source ist, kann es von jedem, der Container ausführen möchte, frei verwendet werden.
Hochsprachen wie C # oder Python oder bieten Abstraktionen und Bibliotheken, sodass sich Entwickler auf die Ausführung der anstehenden Aufgaben konzentrieren können, anstatt sich mit den Details der Speicherverwaltung befassen zu müssen. Kubernetes arbeitet auf dieselbe Weise mit der Container-Orchestrierung. Es bietet Abstraktionen auf hoher Ebene zum Verwalten von Gruppen von Containern, die es Kubernetes-Benutzern ermöglichen, sich auf die Ausführung von Anwendungen zu konzentrieren, anstatt sich um bestimmte Implementierungsdetails zu kümmern.
Wie funktioniert Kubernetes?
Die Architektur von Kubernetes nutzt verschiedene Konzepte und Abstraktionen. Einige davon sind Variationen von bestehenden, bekannten Begriffen, andere sind jedoch spezifisch für Kubernetes.
Die Kubernetes-Abstraktion auf höchster Ebene ist das Cluster. Das Cluster ist eine Gruppe von Maschinen, auf denen die von Kubernetes verwalteten Container ausgeführt werden. Ein Kubernetes-Cluster verfügt immer über einen Master, der alle anderen Kubernetes-Computer im Cluster steuert. Ein hochverfügbarer Kubernetes-Cluster repliziert die Einrichtungen des Masters auf mehreren Maschinen. Der Job Scheduler und Controller-Manager wird jedoch jeweils nur von einem Master ausgeführt.
Jeder Cluster enthält Kubernetes-Knoten. Knoten können physische Maschinen oder VMs sein. Die Idee ist wieder die Abstraktion: Unabhängig davon, auf welcher App die Anwendung läuft, übernimmt Kubernetes die Bereitstellung. Es kann auch vorgegeben werden, dass bestimmte Container nur auf VMs oder nur auf physische Maschinen laufen.
Knoten führen Pods aus. Pods sind die grundlegendsten Kubernetes-Objekte, die erstellt oder verwaltet werden können. Jeder Pod stellt eine einzelne Instanz einer Anwendung oder eines laufenden Prozesses dar und besteht aus einem oder mehreren Containern. Kubernetes startet, stoppt und repliziert alle Container in einem Pod als Gruppe. Pods werden nach Bedarf auf Knoten erstellt und zerstört. Kubernetes bietet eine Abstraktion, die als Controller bezeichnet wird, um sich mit der Logistik zu befassen, wie Pods ausgerollt und heruntergefahren werden. Controller gibt es je nach verwalteter Anwendung in verschiedenen Ausführungen. Ein Controller, die Bereitstellung, wird zum Vergrößern oder Verkleinern einer App, zum Aktualisieren einer App auf eine neue Version oder zum Rollback einer App auf eine als fehlerfrei bekannte Version verwendet, wenn ein Problem auftritt.
Da Pods nach Bedarf erzeugt und zerstört werden, wird eine andere Abstraktion für den Umgang mit dem Anwendungslebenszyklus benötigt. Eine Anwendung soll eine permanente Entität sein, auch wenn die Pods, auf denen die Container ausgeführt werden, nicht selbst persistent sind. Zu diesem Zweck bietet Kubernetes eine Abstraktion an, die als Dienst bezeichnet wird.
Ein Dienst beschreibt, wie auf eine bestimmte Gruppe von Pods oder andere Kubernetes-Objekte über das Netzwerk zugegriffen werden kann. Dienste sorgen dafür, dass sich Pods, die das Backend einer Anwendung darstellen, ändern können, ohne, dass das Frontend davon betroffen ist. Der Scheduler verteilt die Workloads an die Knoten, sodass sie über die Ressourcen verteilt sind und die Bereitstellungen den Anforderungen der Anwendungsdefinitionen entsprechen. Der Controller Manager stellt sicher, dass der Systemstatus – Anwendungen, Workloads etc. – mit dem gewünschten Status übereinstimmt, der in den Konfigurationseinstellungen definiert ist.
Es ist wichtig zu wissen, dass keiner der einfachen Mechanismen, die von Containern wie Docker selbst verwendet werden, durch Kubernetes ersetzt wird. Stattdessen bietet Kubernetes eine größere Anzahl von Abstraktionen, damit Apps in vollem Umfang laufen können.
Vorteile des Kubernetes Hosting bei servinga
K8s Hosting bei servinga bietet Ihnen eine ganze Reihe Vorteile. Die Wichtigsten sind:
Bereitstellen von Anwendungen mit mehreren Containern
Viele Anwendungen leben nicht in nur einem Container. Sie sind aus einer Gruppe von Containern aufgebaut – beispielsweise einer Datenbank, einem Web-Frontend und vielleicht einem Caching-Server. Microservices sind ebenfalls auf diese Weise aufgebaut. In der Regel werden für jeden Dienst separate Datenbanken, Webprotokolle und APIs verwendet, um die Dienste miteinander zu verknüpfen. Das Erstellen von Apps als Microservices bietet zwar langfristige Vorteile, bedeutet jedoch kurzfristig viel Aufwand.
Ein Vorteil des Kubernetes Hosting bei servinga ist die Reduzierung des Arbeitsaufwands für die Implementierung solcher Anwendungen. Das bedeutet für Sie, dass Sie Kubernetes nur sagen müssen, wie Sie eine App aus einer Reihe von Containern zusammenstellen, und Kubernetes erledigt das Wesentliche wenn Sie die Anwendung ausrollen, laufen lassen und die Komponenten miteinander synchronisieren.
Skalieren containerisierter Apps
Apps müssen in der Lage sein, sich an die Nachfrage anzupassen, eingehende Last auszugleichen und physische Ressourcen besser zu nutzen. Kubernetes kann all dies auf automatisierte Weise erledigen. Mit Kubernetes können sie neue Versionen von Apps ohne Ausfallzeiten einführen. Ein Anreiz für einen Container-basierten Workflow bei der Anwendungsentwicklung ist die kontinuierliche Integration und Bereitstellung. Kubernetes verfügt über Mechanismen, die das Aktualisieren von neuen Versionen von Containerimages ermöglichen, einschließlich Rollbacks, für den Fall, das etwas schief geht.
Kubernetes Hosting erleichtert Ihnen die Arbeit
Kubernetes verwaltet den App-Status, die Replikation, den Lastausgleich und die Zuweisung von Hardware-Ressourcen für Sie. Eine der grundlegendsten Aufgaben, die Kubernetes Ihnen abnimmt, ist die Arbeit, die erforderlich ist, den Betrieb einer Anwendung aufrecht zu erhalten und auf die Anforderungen der Benutzer einzugehen.
Ein weiterer Vorteil, den Kubernetes bietet, ist die Maximierung der Nutzung von Hardwareressourcen wie Speicher und Netzwerkbandbreite. Für Anwendungen können Sie weiche und harte Grenzen für die Ressourcennutzung festlegen. Viele Apps, die nur minimale Ressourcen benötigen, können Sie auf derselben Hardware zusammenfassen. Auch das Rollout von Updates in einem Cluster oder das Rollback bei Updates können Sie mit Kubernetes ganz einfach automatisieren.
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