Basics Was ist Kubernetes und was bringt es?

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Kubernetes ist eine Open-Source-Plattform zur Automatisierung der Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von containerisierten Anwendungen. Was heißt das genau und welche Vorteile bietet Kubernetes?

Kubernetes vereinfacht die Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen. Hierzu gruppiert das Open-Source-Container-Orchestrierungssystem die Container einer Anwendung in logische Einheiten. Das soll die Verwaltung und Erkennung vereinfachen. Ursprünglich von Google entwickelt, wird die Plattform inzwischen von der Cloud Native Computing Foundation gepflegt.

Kubernetes automatisiert viele der manuellen Prozesse bei der Bereitstellung und Skalierung von containerisierten Anwendungen. Das erleichtert die Verwaltung großer Mengen von Containern.

Es verfügt als Plattform über ein großes und schnell wachsendes Ökosystem. Dabei ist es mit verschiedenen Cloud-Plattformen wie Microsoft Azure und Amazon Web Services (AWS) kompatibel. Betrieben werden kann es auf physischen oder virtuellen Maschinen.

Kubernetes liegt die Programmiersprache Go zugrunde. Sie wurde von Google sowohl für die Verwendung in der Cloud als auch auf lokalen Computern entwickelt.

Oft bezeichnet man die Plattform als Container-Orchestrierungssystem. Auch Definitionen als Container-Plattform, Microservices-Plattform oder portable Cloud-Plattform sind verbreitet.
Der Name stammt übrigens aus dem Griechischen und bedeutet „Steuermann“.

Was bedeutet Container im Kontext von Kubernetes?

Die Container Technologie meint in diesem Kontext eine Methode, um Anwendungen und ihre Abhängigkeiten zusammenzufassen. Man kann sich einen Container als eine isolierte Umgebung vorstellen. Sie enthält dabei alle notwendigen Abhängigkeiten, um eine Anwendung auszuführen. Kubernetes wiederum nutzt diese Container, um Anwendungen zu verwalten und zu skalieren.

Hierbei gilt ein Pod als kleinste Einheit. Sie kann dabei einen oder mehrere Container enthalten. Konkret ist ein Pod eine logische Hostumgebung für Container. Sie ermöglicht es, mehrere kooperierende Prozesse als Container zu einer zusammenhängenden Serviceeinheit zu bündeln.

Die Plattform orchestriert dann die Container in einem Pod. So stellt sie sicher, dass die Container auf demselben physischen oder virtuellen Server im Kubernetes Cluster ausgeführt werden. Für das Management des Clusters ist das Control Plane verantwortlich.

Welche Vorteile bietet die Verwendung von Kubernetes?

Kubernetes kann zu einer schnelleren Entwicklung beitragen. Denn es ermöglicht die Bereitstellung einer Self-Service Platform-as-a-Service (PaaS). Diese schafft wiederum eine Hardware-Abstraktionsschicht für Entwicklungsteams.

Die Plattform ermöglicht es den Entwicklerinnen und Entwicklern, schnell und effizient die benötigten Ressourcen anzufordern. Auch kann es zusätzliche Last bewältigen, indem es ebenso schnell weitere Ressourcen bereitstellt. Das ist möglich, da alle Ressourcen aus einer Infrastruktur stammen, die von allen Teams gemeinsam genutzt wird.

Auf jedem Knoten läuft ein Agentenprozess, der Kubelet genannt wird. Er ist für die Verwaltung des gewünschten Zustands der Container auf dem Knoten verantwortlich. Während ein Pod ausgeführt wird, kann das Kubelet Container neu starten, um bestimmte Fehler zu beheben.

Im Detail ergeben sich so fünf konkrete Vorteile:

• 1. Beschleunigte Bereitstellung neuer Funktionen
  Kubernetes ermöglicht es Unternehmen, neue Funktionen schneller anzubieten. Es automatisiert viele manuelle Aufgaben bei der Bereitstellung von Anwendungen. Gleichzeitig optimiert es die Stabilität der Infrastruktur.

• 2. Skalierbarkeit und Effizienz
  Kubernetes ermöglicht eine optimale Auslastung von Ressourcen. Auch eine effiziente Packungsdichte unterschiedlicher containerisierter Anwendungen wird so möglich. Es kann automatisch Ressourcen skalieren, um den Anforderungen des Workloads gerecht zu werden. Dadurch können Unternehmen ihre Infrastruktur effizienter nutzen und Kosten sparen.

• 3. Automatisierung
  Kubernetes automatisiert viele Aufgaben für den Aufbau und Betrieb von Container-Umgebungen. Es reduziert manuelle Arbeiten und minimiert menschliche Fehler. Auf diese Weise können Unternehmen ihre Entwicklungs- und Betriebsprozesse effizienter gestalten.

• 4. Portabilität
  Kubernetes ist eine portable Plattform und mit verschiedenen Cloud-Anbietern kompatibel. Unternehmen können ihre Anwendungen daher problemlos zwischen verschiedenen Cloud-Umgebungen verschieben oder hybride Umgebungen nutzen. Das bringt mehr Flexibilität bei der Auswahl der Infrastruktur.

• 5. Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit
  Kubernetes ermöglicht es Unternehmen, Anwendungen und Dienste einfach zu skalieren. Es bietet Möglichkeiten zur Lastverteilung und zur automatischen Wiederherstellung. Dadurch können Unternehmen sicherstellen, dass ihre Anwendungen auch bei steigender Nachfrage stabil und zuverlässig bleiben.

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Wie hilft Kubernetes bei der Skalierung von Anwendungen genau?

Kubernetes bietet verschiedene Mechanismen zur automatisierten Skalierung von Pods, um eine dynamische Infrastruktur für Microservices zu schaffen. Es kann automatisch Ressourcen skalieren, um den Anforderungen des Workloads gerecht zu werden. Auch kann es eine maximale Anzahl von Pods erstellen. Das hält die CPU-Auslastung unter einem bestimmten Schwellenwert.

Kubernetes bietet außerdem den Horizontal Pod Autoscaler. Dieser kann auf Basis von CPU- oder RAM-Auslastung die Anzahl der laufenden Applikationsinstanzen skalieren.

Welche Herausforderungen gehen mit Kubernetes einher?

Die Komplexität von Kubernetes kann für Anfänger und Anfängerinnen eine Hürde darstellen. Das kann zusätzliches Know-how oder Schulungen nötig machen, um es effektiv zu nutzen.

Darüber hinaus bietet es keinen umfassenden Schutz vor Benutzerfehlern. Auch kann eine unsachgemäße Verwendung der Kubernetes-API zu Problemen führen.

Unternehmen sollten diese Aspekte bei der Entscheidung für Kubernetes berücksichtigen. Gleichzeitig sollten sie sicherstellen, dass sie über die erforderlichen Ressourcen und Kenntnisse verfügen, um es erfolgreich einzusetzen.

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Welche Vorteile bietet Kubernetes für IIoT-Anwendungen

Kubernetes bietet verschiedene Vorteile speziell auch für IIoT-Anwendungen. Hierzu zählen beispielsweise:

• 1. Ein geringerer Overhead bei der Verwaltung von Anwendungen durch individuelles Abhängigkeits- und Konfigurationsmanagement.

• 2. Die vereinfachte Skalierbarkeit von Anwendungen und die automatische Anpassung der Anzahl der Container.

• 3. Eine automatische Orchestrierung und Verwaltung von Container-Workloads, was die Entwicklungs- und Bereitstellungsprozesse vereinfacht.

• 4. Die Automatisierung des Managements von Containern, Pods und Knoten. Das sorgt für eine optimale Kommunikation der Services und Container sowie eine gute Auslastung.

• 5. Die Entlastung der IT-Teams durch einen Kubernetes Service. Hier kümmern sich dann andere um Monitoring, Release-Management und Betrieb.

Was bedeutet K8s?

Was wie ein geheimer Code klingt, ist recht einfach erklärt. Das „K“ in K8s steht für den Anfangsbuchstaben von Kubernetes.

Die Zahl acht repräsentiert einfach die auf den Anfangsbuchstaben folgenden Buchstaben – an der Zahl nämlich genau acht. Und das „s“ steht für den letzten Buchstaben. K8s bedeutet also schlicht und einfach Kubernetes.

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