Kubernetes (manchmal auch K8s genannt) ist eine Open-Source-Plattform für die Container-Orchestrierung, die die Bereitstellung, Verwaltung und Skalierung von Container-Anwendungen (Microservices)plant und automatisiert. Die Kubernetes-Plattform dreht sich ganz um Optimierung – viele der DevOps-Prozesse, die zuvor manuell gehandhabt wurden, zu automatisieren und die Arbeit von Softwareentwicklern zu vereinfachen.
Was ist also das Geheimnis hinter dem Erfolg der Plattform? Kubernetes Services bieten Lastausgleich und vereinfachen die Container-Verwaltung auf mehreren Hosts. Sie erleichtern die Skalierbarkeit der Unternehmens-Apps und machen sie flexibel, portabel und produktiver.
Tatsächlich ist Kubernetes das am schnellsten wachsende Projekt in der Geschichte der Open-Source-Software, nach Linux. Laut einer Studie der Cloud Native Computing Foundation (CNCF) aus dem Jahr 2021 stieg die Zahl der Kubernetes-Entwickler von 2020 bis 2021 um 67 % auf 3,9 Millionen. Das entspricht 31 % aller Backend-Entwickler, ein Anstieg um 4 Prozentpunkte innerhalb eines Jahres.
Die zunehmende Verbreitung von Kubernetes in DevOps-Teams bedeutet, dass Unternehmen beim Einstieg in die Container-Orchestrierungsplattform eine geringere Lernkurve haben. Doch die Vorteile hören damit nicht auf. Hier ein genauerer Blick darauf, warum Unternehmen Kubernetes für alle Arten von Apps wählen.
Nachfolgend sind einige der wichtigsten Vorteile der Verwendung von Kubernetes zur Verwaltung Ihrer Microservices-Architektur aufgeführt.
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Unterschiedliche Arten und Größen von Unternehmen – große und kleine –, die Kubernetes Services nutzen, stellen fest, dass sie bei der Verwaltung ihres Ökosystems und der Automatisierung manueller Prozesse Kosten sparen. Kubernetes stellt Container automatisch bereit und ordnet sie Knoten zu, um die Ressourcen optimal zu nutzen. Einige Public-Cloud-Plattformen erheben eine Verwaltungsgebühr für jeden Cluster. Der Betrieb von weniger Clustern bedeutet also weniger API-Server und andere Redundanzen und hilft, die Kosten zu senken.
Sobald Kubernetes Cluster konfiguriert sind, können Apps mit minimaler Ausfallzeit laufen und gut funktionieren, was weniger Support benötigt, wenn ein Knoten oder ein Pod ausfällt und sonst manuell repariert werden müsste. Die Container-Orchestrierung von Kubernetes ermöglicht einen effizienteren Workflow mit weniger Wiederholungsbedarf für dieselben Prozesse, was nicht nur weniger Server, sondern auch weniger Aufwand für eine umständliche und ineffiziente Administration bedeutet.
Die Integration von Containern und der Zugriff auf Speicherressourcen bei verschiedenen Cloud-Providern vereinfachen die Entwicklung, das Testen und die Bereitstellung. Das Erstellen von Container-Images – die alles enthalten, was eine Anwendung ausführen muss – ist einfacher und effizienter als das Erstellen von virtuellen Maschinen- (VM)-Images. All dies bedeutet schnellere Entwicklung und optimierte Veröffentlichungs- und Bereitstellungszeiten.
Je früher Entwickler Kubernetes während des Entwicklungszyklus bereitstellen, desto besser, weil sie Code frühzeitig testen und später teure Fehler vermeiden können. Apps, die auf einer Microservices-Architektur basieren, bestehen aus separaten funktionalen Einheiten, die über APIs miteinander kommunizieren. Das bedeutet, dass die Entwicklungsteams kleinere Gruppen bilden können, die sich jeweils auf einzelne Funktionen konzentrieren, und dass die IT-Teams effizienter arbeiten können. Namespaces – eine Möglichkeit, mehrere virtuelle Sub-Cluster innerhalb desselben physischen Kubernetes-Clusters einzurichten – bieten Zugriffskontrolle innerhalb eines Cluster für eine verbesserte Effizienz.
Früher stellte man eine Anwendung auf einer virtuellen Maschine bereit und ließ einen Domain Name System (DNS)-Server darauf verweisen. Zu den weiteren Vorteilen von Kubernetes gehört, dass Workloads in einer einzigen Cloud existieren oder problemlos über mehrere Cloud-Services verteilt werden können. Kubernetes-Cluster ermöglichen die einfache und beschleunigte Migration containerisierter Anwendungen von der lokalen Infrastruktur zu hybriden Bereitstellungen über die Public Cloud oder Private Cloud-Infrastruktur eines beliebigen Cloud-Providers, ohne dabei die Funktionen oder die Leistung einer App zu verlieren. Das ermöglicht es Ihnen, Workloads an ein geschlossenes oder proprietäres System zu übertragen, ohne sich an dieses zu binden. IBM Cloud, Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform und Microsoft Azure bieten allesamt unkomplizierte Integrationen mit Kubernetes-basierten Anwendungen.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Apps in die Cloud zu migrieren:
Die Verwendung von Containern für Ihre Anwendungen bietet eine leichtere und flexiblere Möglichkeit zur Virtualisierung als virtuelle Maschinen (VMs). Da Container nur die Ressourcen enthalten, die eine Anwendung tatsächlich benötigt (also ihren Code, Installationen und Abhängigkeiten), und die Funktionen und Ressourcen des Host-Betriebssystems (OS) nutzen, sind sie kleiner, schneller und portabler. So würde beispielsweise das Hosten von vier Apps auf vier virtuellen Maschinen in der Regel vier Kopien eines Gastbetriebssystems erfordern, die auf diesem Server ausgeführt werden. Die Ausführung dieser vier Apps in einem Container-Ansatz bedeutet jedoch, dass sie alle in einem einzigen Container untergebracht sind, in dem sie eine Version des Host-Betriebssystems teilen.
Kubernetes ist nicht nur flexibel genug für das Container-Management auf verschiedenen Infrastrukturtypen (Public Cloud, Private Cloud oder On-Premises Server, solange das Host-Betriebssystem eine Version von Linux oder Windows ist), sondern es funktioniert auch mit praktisch jeder Art von Container-Laufzeitumgebung (dem Programm, das Container ausführt). Die meisten anderen Orchestratoren sind an bestimmte Laufzeiten oder Cloud-Infrastrukturen gebunden und führen zu einer Abhängigkeit. Mit Kubernetes-Services können Sie wachsen, ohne Ihre Infrastruktur neu gestalten zu müssen.
Kubernetes plant und automatisiert die Container-Bereitstellung über mehrere Knoten, sei es in der Public Cloud, in Onsite-VMs oder lokalen physischen Rechnern. Dank der automatischen Skalierung können Teams nach oben oder unten skalieren, um der Nachfrage schneller gerecht zu werden. Autoscaling startet neue Container bei Bedarf bei starken Lasten oder Spitzen, sei es aufgrund von CPU-Auslastung, Speicherschwellenwerten oder benutzerdefinierten Metriken – zum Beispiel, wenn ein Online-Event gestartet wird und die Anfragen plötzlich steigen.
Wenn der Bedarf erledigt ist, skaliert Kubernetes die Ressourcen wieder automatisch herunter, um Verschwendung zu reduzieren. Die Plattform skaliert nicht nur Infrastrukturressourcen nach Bedarf hoch und runter, sondern ermöglicht auch eine einfache horizontale und vertikale Skalierung. Ein weiterer Vorteil von Kubernetes ist die Möglichkeit, eine Anwendungsänderung rückgängig zu machen, falls etwas schiefgeht.
Kubernetes hilft Ihnen, Ihre containerisierten Anwendungen zuverlässig auszuführen. Es platziert und balanciert automatisch containerisierte Workloads und skaliert Cluster entsprechend, um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden und das System am Laufen zu halten. Wenn ein Knoten in einem Cluster ausfällt, wird die Workload an andere umverteilt, ohne die Verfügbarkeit für die Benutzer zu beeinträchtigen. Es bietet außerdem automatische Fehlerbehebungsfunktionen und startet einen Container neu, plant ihn neu oder ersetzt ihn, wenn er ausfällt oder wenn ein Knoten vom Netz geht. Es ermöglicht Ihnen, fortlaufende Updates Ihrer Software ohne Ausfallzeit durchzuführen. Selbst hochverfügbare Apps können in Kubernetes auf einem oder mehreren öffentlichen Cloud-Services so eingerichtet werden, dass eine sehr hohe Betriebszeit gewährleistet ist. Ein bemerkenswerter Anwendungsfall ist Amazon, das Kubernetes für den Übergang von einer monolithischen zu einer Microservices-Architektur nutzte.
Kubernetes ist ein Community geführtes Projekt und ein vollständiges Open-Source-Tool (einst die am schnellsten wachsende Open-Source-Software aller Zeiten), was bedeutet, dass es ein riesiges Ökosystem anderer Open-Source-Tools gibt, die für den Einsatz damit entwickelt wurden. Die starke Unterstützung durch die Plattform bedeutet kontinuierliche Innovation und Verbesserungen an Kubernetes, was eine Investition in die Plattform schützt und eine Abhängigkeit von einer Technologie vermeidet, die bald veraltet. Es bietet außerdem Unterstützung und Portabilität unter allen führenden Cloud Providern, einschließlich IBM, AWS, Google Cloud und Microsoft Azure. Ein weit verbreitetes Missverständnis ist, dass Kubernetes Services direkt mit Docker konkurrieren, aber das ist nicht der Fall. Docker ist ein Containerisierungstool, während Kubernetes eine Container-Orchestrierungsplattform ist, die oft zur Orchestrierung mehrerer Container-Cluster verwendet wird.
Container sind ideal, um Ihre Anwendungen zu modernisieren und Ihre IT-Infrastruktur zu optimieren. Die auf Kubernetes und anderen Tools des Open-Source-Ökosystems Kubernetes basierenden Container-Services von IBM Cloud können Ihren Weg zur Entwicklung von cloudnativen Anwendungen und zu einem offenen Hybrid-Cloud-Ansatz, der die besten Funktionen und Merkmale aus Private Cloud, Public Cloud und lokaler IT-Infrastruktur integriert, erleichtern und beschleunigen.
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