Was ist Kubernetes?

Kubernetes ist eine Open-Source-Plattform für die Verwaltung containerisierter Workloads und Services über mehrere Hosts hinweg und bietet Verwaltungstools für die Bereitstellung, Automatisierung, Überwachung und Skalierung containerisierter Apps mit geringer bis gar keiner manuellen Intervention.

Das Open-Source-Projekt Kubernetes verbindet den Betrieb einer containerisierten Infrastruktur mit Produktions-Workloads, Open-Source-Beiträgen und den Container-Management-Tools von Docker. Die Kubernetes-Infrastruktur bietet eine isolierte und sichere Anwendungsplattform für die Verwaltung von Containern, die portabel, erweiterbar und im Falle eines Failovers selbstheilend ist. Weitere Informationen hierzu finden Sie unter Was ist Kubernetes?.

Weitere Informationen zu den zentralen Konzepten von Kubernetes, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Konto

Das Konto bezieht sich auf Ihr IBM Cloud-Konto.

Cluster, Worker-Pool und Workerknoten

Ein Kubernetes-Cluster besteht aus einem Master und einem oder mehreren Datenverarbeitungshosts, die als Workerknoten bezeichnet werden. Workerknoten sind in Worker-Pools desselben Typs oder desselben Profils von CPU, Speicher, Betriebssystem, zugeorndneten Festplatten oder anderen Eigenschaften organisiert. Die Workerknoten entsprechen der Kubernetes-Ressource Node und werden von einem Kubernetes-Master verwaltet, der alle Kubernetes-Ressourcen im Cluster zentral steuert und überwacht. Wenn Sie also die Ressourcen für eine containerisierte App bereitstellen, entscheidet der Kubernetes-Master, auf welchen Workerknoten diese Ressourcen bereitgestellt werden sollen, und zwar unter Berücksichtigung der Bereitstellungsanforderungen und der im Cluster verfügbaren Kapazität. Kubernetes-Ressourcen sind Services, Bereitstellungen und Pods.

Namensbereich

Kubernetes-Namensbereiche bieten eine Möglichkeit, Ihre Clusterressourcen in getrennte Bereiche aufzuteilen, in denen Sie Apps bereitstellen und auf die Sie den Zugriff einschränken können, wenn der Cluster zum Beispiel von mehreren Teams gemeinsam genutzt werden soll. Die für Sie konfigurierten Systemressourcen, werden beispielsweise in getrennten Namensbereichen wie kube-system oder ibm-system bereitgehalten. Wenn Sie beim Erstellen einer Kubernetes-Ressource keinen Namensbereich angeben, wird die Ressource automatisch im Namensbereich default erstellt.

Service

Ein Service ist eine Kubernetes-Ressource, die eine Gruppe von Pods zusammenfasst und diesen Pods eine Netzverbindung bereitstellt, ohne hierbei die tatsächlichen IP-Adressen der einzelnen Pods preiszugeben. Mithilfe von Services können Sie Ihre App innerhalb Ihres Clusters oder im öffentlichen Internet zugänglich machen.

Deployment

Eine Bereitstellung ist eine Kubernetes-Ressource, in der Sie Informationen zu anderen Ressourcen oder Funktionalitäten angeben, die für die Ausführung Ihrer App erforderlich sind, z. B. Services, persistenter Speicher oder Annotationen. Sie dokumentieren eine Bereitstellung in einer YAML-Konfigurationsdatei und wenden diese dann auf den Cluster an. Der Kubernetes-Master konfiguriert die Ressourcen und stellt Container in Pods auf den Workerknoten mit verfügbarer Kapazität bereit.

Definieren Sie Aktualisierungsstrategien für Ihre App. Dabei können Sie unter anderem die Anzahl von Pods angeben, die Sie bei einer rollierenden Aktualisierung hinzufügen wollen, und festlegen, wie viele Pods zur gleichen Zeit nicht verfügbar sein dürfen. Wenn Sie eine rollierende Aktualisierung durchführen, prüft die Bereitstellung, ob die Aktualisierung funktioniert, und stoppt den Rollout, wenn Fehler erkannt werden.

Eine Bereitstellung stellt nur einen Typ von Workload-Controller dar, den Sie zum Verwalten von Pods verwenden können. Hinweise zum Auswählen der geeigneten Option finden Sie unter Welche Art von Kubernetes-Objekten kann ich für meine App erstellen?. Weitere Informationen zu Bereitstellungen finden Sie in der Dokumentation zu Kubernetes.

Pod

Jede containerisierte App, die in einem Cluster bereitgestellt wird, wird von einer Kubernetes-Ressource bereitgestellt, ausgeführt und verwaltet, die als Pod bezeichnet wird. Pods stellen kleine bereitstellbare Einheiten in einem Kubernetes-Cluster dar und werden verwendet, um Container zu gruppieren, die als einzelne Einheit verarbeitet werden müssen. Normalerweise wird jeder Container in einem eigenen Pod bereitgestellt. Es kann jedoch erforderlich sein, dass für eine App ein Container und weitere Hilfscontainer in einem Pod bereitgestellt werden, damit diese Container mit derselben privaten IP-Adresse referenziert werden können.

App

Eine App kann sich auf eine gesamte App oder eine Komponente einer App beziehen. Sie können Komponenten einer App in verschiedenen Pods oder Workerknoten bereitstellen. Weitere Informationen finden Sie unter App-Bereitstellungen planen und unter Native Kubernetes-Apps entwickeln.

Weitere Informationen finden Sie in Kubernetes der Kubernetes Dokumentation.

Was sind Container?

Container bieten einen Standardweg zum Paketieren Ihres Anwendungscodes, der Konfigurationen und Abhängigkeiten in eine einzige Einheit, die als ressourcenisolierter Prozess auf einem Datenverarbeitungsserver ausgeführt werden kann. Um Ihre App auf IBM Cloud auszuführen, müssen Sie diese zunächst containerisieren, indem Sie ein Container-Image erstellen, das Sie in einer Container-Registry speichern.

Gehen Sie die folgenden Begriffe durch, um sich mit den Konzepten vertraut zu machen.

Container

Ein Container ist eine Anwendung, die zusammen mit all ihren Abhängigkeiten gepackt ist, sodass die Anwendung zwischen verschiedenen Umgebungen verschoben und ohne Änderungen ausgeführt werden kann. Im Unterschied zu virtuellen Maschinen enthalten Container keine virtualisierte Einheit mit zugehörigem Betriebssystem und zugrunde liegender Hardware . Nur App-Code, Laufzeit, Systemtools, Bibliotheken und Einstellungen werden in dem Container gepackt. Container werden als isolierte Prozesse auf Rechenhosts ausgeführt und nutzen dasselbe Hostbetriebssystem und dieselben Hardwareressourcen. Dadurch ist ein Container schlanker, leichter portierbar und effizienter als eine virtuelle Maschine.

Image

Ein Container-Image ist ein Paket, das die Dateien, Konfigurationseinstellungen und Bibliotheken zur Ausführung eines Containers enthält. Ein Image wird aus einer Textdatei namens Dockerfile erstellt. Dockerfiles legen fest, wie das Image zu erstellen ist und welche Artefakte darin enthalten sein sollen. Die Artefakte, die in einem Container enthalten sind, bestehen aus dem Anwendungscode, den Konfigurationseinstellungen und allen Abhängigkeiten.

Registry

In einer 'Image-Registry' werden Container-Images gespeichert, abgerufen und gemeinsam genutzt. Register können entweder für jedermann öffentlich zugänglich sein oder nur einer begrenzten Gruppe von Nutzern zur Verfügung stehen. Verwenden Sie bei Unternehmensanwendungen ein privates Registry wie IBM Cloud, um Ihre Images vor der Nutzung durch unbefugte Benutzer zu schützen.

Welche Rechenhost-Infrastruktur bietet IBM Cloud Kubernetes Service?

Mit IBM Cloud® Kubernetes Servicekönnen Sie einen Cluster unter Verwendung der Infrastruktur der folgenden Provider erstellen. Alle Workerknoten in einem Cluster müssen von demselben Provider bereitgestellt werden.

Was sind die Vorteile der Nutzung des Dienstes?

Auswahl des Containerplattform-Providers

• Sie können Cluster mit als Container-Plattform-Orchestrator installiertem Red Hat OpenShift oder Community-Kubernetes bereitstellen.
• Sie haben die Möglichkeit, die Entwicklererfahrung, auszuwählen, die sich am besten für Ihr Unternehmen eignet. Sie können aber auch Workloads sowohl über die Red Hat OpenShift- als auch die Community-Kubernetes-Cluster auswählen.
• Es stehen über die IBM Cloud-Konsole in das Kubernetes-Dashboard oder die Red Hat OpenShift-Webkonsole eingebundene Integrationen zur Verfügung.
• Einheitliche Anzeige- und Managementerfahrung für alle Red Hat OpenShift- oder Community-Kubernetes-Cluster aus IBM Cloud.

Single-Tenant-Kubernetes-Cluster mit Isolation der Datenverarbeitungs-, Netz- und Speicherinfrastruktur

• Erstellen Sie Ihre eigene angepasste Infrastruktur, die den Anforderungen Ihrer Organisation entspricht.
• Wählen Sie zwischen verschiedenen Infrastrukturanbietern.
• Ermöglicht die Einrichtung eines dedizierten und geschützten Kubernetes-Masters sowie von Workerknoten, virtuellen Netzen und Speicher anhand der Ressourcen von IBM Cloud-Infrastruktur.
• Der komplett verwaltete Kubernetes-Master, der kontinuierlich von IBM überwacht und aktualisiert wird, um Ihren Cluster verfügbar zu halten.
• Option zum Bereitstellen von Workerknoten als Bare-Metal-Server für rechenintensive Workloads wie beispielsweise für Daten, GPUs (Graphics Processing Unit) und künstliche Intelligenz (Artificial Intelligence, AI).
• Ermöglicht das Speichern persistenter Daten, die gemeinsame Nutzung von Daten durch Kubernetes-Pods und bei Bedarf die Wiederherstellung von Daten mit dem integrierten und sicheren Datenträgerservice.
• Bietet volle Unterstützung für alle nativen Kubernetes-APIs.

Mehrzonencluster zur Verstärkung der Hochverfügbarkeit

• Workerknoten desselben Typs (CPU, Speicher, virtuell oder physisch) können einfach mit Worker-Pools verwaltet werden.
• Schutz gegen Zonenausfälle, indem Knoten gleichmäßig über mehrere ausgewählte Zonen verteilt werden und indem für Ihre Apps Podbereitstellungen mit Anti-Affinität verwendet werden.
• Sie können Kosten senken, indem Sie Multizone-Cluster verwenden, anstatt doppelte Ressourcen in einem separaten Cluster zu verwalten.
• Profitieren Sie von dem App-übergreifenden automatischen Lastausgleich durch die 'Lastausgleichsfunktion für mehrere Zonen', die für Sie in jeder Zone des Clusters automatisch eingerichtet wird.

Hoch verfügbare Master

• Reduzieren Sie Clusterausfallzeiten, beispielsweise während Aktualisierungen des Masters, mithilfe von hoch verfügbaren Mastern, die beim Erstellen eines Clusters automatisch bereitgestellt werden.
• Verteilen Sie Ihre Master-Knoten auf verschiedene Zonen in einem Multizonen-Cluster, um Ihren Cluster vor Zonenausfällen zu schützen.

Einhaltung von Sicherheitsbestimmungen für Images mit Vulnerability Advisor

• Richten Sie Ihr eigenes Repository in einer gesicherten privaten Image-Registry von Docker ein, in der Images gespeichert und von allen Benutzern der Organisation gemeinsam genutzt werden.
• Profitieren Sie durch das automatische Scannen von Images in Ihrer privaten IBM Cloud-Registry.
• Ermöglicht die Überprüfung von Empfehlungen für das im Image verwendete Betriebssystem, um potenzielle Sicherheitslücken zu beheben.

Kontinuierliche Überwachung des Clusterzustands

• Über das Cluster-Dashboard können Sie den Zustand Ihrer Cluster, Workerknoten und Containerbereitstellungen rasch anzeigen und verwalten.
• Rufen Sie detaillierte Verbrauchsdaten über IBM Cloud® Monitoring ab und erweitern Sie Ihren Cluster schnell, um den Anforderungen Ihrer Workloads gerecht zu werden.
• Stellt detaillierte Protokollinformationen zu Clusteraktivitäten über den IBM Cloud Logs bereit.

Sichere Offenlegung von Apps gegenüber der Allgemeinheit

• Sie haben die Auswahl zwischen einer öffentlichen IP-Adresse, einer von IBM bereitgestellten Route oder Ihrer eigenen angepassten Domäne, um aus dem Internet auf Services in Ihrem Cluster zuzugreifen.

Integration des IBM Cloud-Service

• Fügen Sie Ihrer App durch die Integration von IBM Cloud-Services wie Watson APIs, Blockchain, Datenservices oder IoT (Internet der Dinge) zusätzliche Funktionen hinzu.

Vergleich zwischen Red Hat OpenShift und Kubernetes-Clustern

Sowohl Red Hat OpenShift on IBM Cloud-Cluster als auch IBM Cloud Kubernetes Service-Cluster sind einsatzbereite Containerplattformen, die auf Unternehmensworkloads zugeschnitten sind. Die folgende Tabelle vergleicht und stellt einige gemeinsame Merkmale gegenüber, die Ihnen bei der Auswahl der für Ihren Anwendungsfall am besten geeigneten Containerplattform helfen können.

Zugehörige Ressourcen

Erfahren Sie, wo Sie Informationen zu den Konzepten und der Terminologie von Kubernetes finden.

• Erfahren Sie in diesem Kurs, wie Kubernetes und IBM Cloud Kubernetes Service zusammenarbeiten.