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 kombiniert den Betrieb einer containerisierten Infrastruktur mit Produktions-Workloads, Open-Source-Beiträgen und Docker Container-Management-Tools. Die Infrastruktur Kubernetes bietet eine isolierte und sichere App-Plattform 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 über Verteilungen finden Sie in der Dokumentation 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 zu Kubernetesfinden Sie in der Dokumentation zuKubernetes.

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 Anwendung auf IBM Cloud auszuführen, müssen Sie sie 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 mit all ihren Abhängigkeiten verpackt ist, so dass die Anwendung zwischen 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 zum Ausführen 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 öffentlich für jedermann oder privat für eine kleine Gruppe von Benutzern zugänglich sein. Wenn es um Unternehmensanwendungen geht, sollten Sie eine private Registrierung wie IBM Cloud verwenden, um Ihre Images vor der Verwendung durch nicht autorisierte Benutzer zu schützen.

Was ist Red Hat OpenShift?

Red Hat OpenShift ist eine Kubernetes-Containerplattform, die eine vertrauenswürdige Umgebung für die Ausführung von Unternehmensworkloads bereitstellt. Es erweitert die Kubernetes-Plattform mit integrierter Software, um die Entwicklung, den Betrieb und die Sicherheit des App-Lebenszyklus zu verbessern. Mit Red Hat OpenShift können Sie Ihre Workloads konsistent über Hybrid-Cloud-Provider und -Umgebungen bereitstellen.

Welche Compute-Host-Infrastruktur bietet Red Hat OpenShift on IBM Cloud?

Mit Red Hat® OpenShift® on IBM Cloud®können Sie einen Cluster erstellen, indem Sie die Infrastruktur der folgenden Provider verwenden. Alle Workerknoten in einem Cluster müssen von demselben Provider bereitgestellt werden.

Was sind die Vorteile der Nutzung des Dienstes?

Mit Red Hat OpenShift on IBM Cloud haben Ihre Entwickler eine schnelle und sichere Möglichkeit, Unternehmensworkloads in Kubernetes-Clustern zu containerisieren und bereitzustellen. Red Hat OpenShift-Cluster basieren auf Kubernetes-Containerorchestrierung, die Konsistenz und Flexibilität für die Operationen Ihres Entwicklungslebenszyklus bietet.

Ihre Red Hat OpenShift-Workloads können über die global verteilten IBM Rechenzentren und Mehrzonenregionen hinweg skaliert werden. Gleichzeitig erhalten Sie die Möglichkeit, Ihre Apps einheitlich zu überwachen, zu protokollieren und zu sichern. Da der Service von IBM verwaltet wird, können Sie sich auf die Innovationsarbeit mit hochwertigen IBM Cloud-Services und -Middlewarekomponenten (z. B. zur Nutzung der künstlichen Intelligenz (KI) und der Analyse) konzentrieren. Sie haben außerdem Zugriff auf Pakete mit Red Hat-Open-Source-Tools, einschließlich Ihrer bevorzugten App-Laufzeitkomponenten, Frameworks, Datenbanken usw.

Sind Sie bereit, loszulegen? Probieren Sie das Lernprogramm zum Erstellen eines Red Hat OpenShift on IBM Cloud-Clusters

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 Infrastrukturanbietern.

Ermöglicht die Einrichtung eines dedizierten und geschützten Red Hat OpenShift-Masters sowie von Workerknoten, virtuellen Netzen und Speicher mithilfe der von der IBM Cloud-Infrastruktur bereitgestellten Ressourcen.

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.

Verringern Sie Ihre Kosten, indem Sie Mehrzonencluster verwenden, anstatt die Ressourcen in einem separaten Cluster zu duplizieren.

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 in einem Multizonen-Cluster auf verschiedene Zonen, um Ihr Cluster vor Zonenausfällen zu schützen.

Einhaltung von Sicherheitsbestimmungen für Images mit Vulnerability Advisor

Richten Sie Ihr eigenes Repo in einer gesicherten Docker-Bilddatenbank ein, in der Bilder gespeichert und von allen Benutzern in 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.

Ermöglicht die Feststellung detaillierter Metriken zur Auslastung mit IBM Cloud® Monitoring und die rasche Erweiterung des Clusters als Reaktion auf die Arbeitslast.

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. In der folgenden Tabelle werden einige gemeinsame Merkmale verglichen und gegenübergestellt, die Ihnen bei der Wahl der für Ihren Anwendungsfall am besten geeigneten Container-Plattform helfen können.

Vergleich zwischen Clustern in IBM Cloud und Clustern in Standard-OCP

Da Red Hat OpenShift on IBM Cloud ein verwalteter Service ist, werden zahlreiche der Red Hat® OpenShift® on IBM Cloud®-Komponenten und globalen Einstellungen, die Sie manuell in der OpenShift Container Platform festlegen, in Red Hat OpenShift on IBM Cloud standardmäßig für Sie festgelegt. Informieren Sie sich anhand der folgenden Informationen über die Unterschiede zwischen Red Hat OpenShift on IBM Cloud-Clustern und einer Standardinstallation von OpenShift Container Platform auf Ihrer eigenen Infrastruktur. Sie können auch die Service-Architektur überprüfen, um einen Überblick darüber zu erhalten, wie Red Hat OpenShift-Komponenten in den Cluster-Master- und Workerknoten eingerichtet werden, oder die globalen Einstellungen, die Sie konfigurieren können oder nicht.

Verlagerung Ihrer Arbeitslasten nach IBM Cloud

Sie haben viele Gründe, Ihre Workloads auf IBM Cloud zu verschieben: Senkung der Gesamtbetriebskosten, Erhöhung der Hochverfügbarkeit für Ihre Apps in einer sicheren und konformen Umgebung, Scale-up und Scale-down entsprechend Ihren Benutzeranforderungen und vieles mehr. Red Hat OpenShift on IBM Cloud kombiniert Containertechnologie mit Open-Source-Tools wie Kubernetes, sodass Sie eine cloudnative App erstellen können, die über verschiedene Cloudumgebungen hinweg migriert werden kann, um die Abhängigkeit von einem Anbieter zu vermeiden.

Wie gelangen Sie nun in die Cloud? Welche Optionen haben Sie auf dem Weg dorthin? Und wie verwalten Sie Ihre Workloads, wenn Sie einmal dort sind?

Auf dieser Seiter erfahren Sie mehr über einige Strategien für Ihre Kubernetes-Bereitstellungen unter Red Hat OpenShift on IBM Cloud. Arbeiten Sie mit dem Team in Slackzusammen.

Noch nicht bei Slack? Einladung anfordern!

In der folgenden Tabelle finden Sie einige Beispiele für die Typen von Workloads, die Benutzer in der Regel in die verschiedenen Cloudtypen verschieben. Sie können auch einen Hybrid-Ansatz wählen, bei dem die Cluster in beiden Umgebungen ausgeführt werden.

Sind Sie bereit, Workloads außerhalb des Unternehmens unter Red Hat OpenShift on IBM Cloud auszuführen?

Super! Sie befinden sich bereits in der Dokumentation der öffentlichen Cloud. Lesen Sie einfach weiter und erfahren Sie von Strategie-Ideen oder steigen Sie direkt ein, indem Sie jetzt einen Cluster erstellen.

Möchten Sie Workloads sowohl in lokalen als auch in externen Clouds ausführen?

Durchsuchen Sie IBM Cloud Satellite, um die Flexibilität und Skalierbarkeit von IBM Cloud in Ihren lokalen, Edge- oder anderen Cloud-Anbieter-Umgebungen zu erweitern.

Welche Art von Apps kann ich ausführen? Kann ich vorhandene Apps weiter verwenden oder muss ich neue Apps entwickeln?

Ihre containerisierte App muss unter einem der unterstützten Betriebssysteme für Ihre Clusterversion ausgeführt werden können. Sie sollten auch den Status Ihrer App berücksichtigen. Weitere Informationen zu den Arten von Apps, die unter Red Hat OpenShift on IBM Cloud ausgeführt werden können, finden Sie unter App-Bereitstellungen planen.

Wenn Sie bereits über eine App verfügen, können Sie diese App auf Red Hat OpenShift on IBM Cloud migrieren. Wenn Sie eine neue App entwickeln möchten, lesen Sie die Informationen unter Richtlinien für die Entwicklung statusunabhängiger, cloudnativer Apps.

Über welche Kenntnisse muss ich verfügen, bevor ich meine Apps in einen Cluster verschiebe?

Red Hat OpenShift ist für die Bereitstellung von Funktionen für zwei Hauptpersonengruppen konzipiert. Dies sind Clusteradministratoren und Anwendungsentwickler. Jeder, der eine dieser Rollen ausübt, setzt andere technische Kenntnisse ein, um Apps in einem Cluster erfolgreich bereitzustellen und auszuführen.

Was sind die Hauptaufgaben und technischen Kenntnisse eines Cluster-Administrators?

Als Clusteradministrator sind Sie dafür verantwortlich, die IBM Cloud-Infrastruktur Ihres Clusters einzurichten, zu betreiben, zu schützen und zu verwalten. Zu den typischen Tasks gehören folgende:

• Clustergröße anpassen, um genügend Kapazität für Ihre Workloads bereitzustellen.
• Einen Cluster entwerfen, der die Hochverfügbarkeits-, Disaster-Recovery- und Compliance-Standards Ihres Unternehmens erfüllt.
• Den Cluster durch Konfigurieren von Benutzerberechtigungen und Begrenzen von Aktionen innerhalb des Clusters zum Schutz der Datenverarbeitungsressourcen, Ihres Netzes und der Daten sichern.
• Netzkommunikation zwischen Infrastrukturkomponenten planen und verwalten, um Netzsicherheit, -segmentierung und -compliance sicherzustellen.
• Optionen für persistenten Speicher planen, um Anforderungen hinsichtlich der Datenspeicherorte und des Datenschutzes zu erfüllen.

Ein Clusteradministrator muss zur Ausübung seiner Rolle hinsichtlich Verarbeitung, Netz, Speicher, Sicherheit und Compliance über ein umfangreiches Wissen verfügen. In einem Standardunternehmen ist dieses Wissen auf mehrere Spezialisten verteilt, wie zum Beispiel Systemingenieure, Systemadministratoren, Netzingenieure, Netzarchitekten, Netzarchitekten, IT-Manager oder Sicherheits- und Compliance-Spezialisten. Ziehen Sie die Zuordnung der Clusteradministratorrolle zu mehreren Personen in Ihrem Unternehmen in Betracht, sodass Sie über die für den erfolgreichen Betrieb des Clusters erforderlichen Kenntnisse verfügen. Weitere Informationen finden Sie unter Lernpfad für Administratoren.

Was sind die Hauptaufgaben und technischen Fähigkeiten eines App-Entwicklers?

Als Entwickler sind Sie für das Entwerfen, Erstellen, Sichern, Bereitstellen, Testen, Ausführen und Überwachen cloudnativer, containerisierter Apps in einem Red Hat OpenShift-Cluster zuständig. Um diese Anwendungen zu erstellen und auszuführen, müssen Sie mit dem Konzept der Microservices, den 12-Faktoren-Richtlinien für Anwendungen, den Grundsätzen von Docker und der Containerisierung sowie den verfügbaren Bereitstellungsoptionen von Red Hat OpenShift vertraut sein. Weitere Informationen finden Sie unter Lernpfad für Entwickler.

Red Hat OpenShift und Red Hat OpenShift on IBM Cloud bieten mehrere Optionen zum Bereitstellen einer App und Definieren einer App als privat, zum Hinzufügen von persistentem Speicher, zum Integrieren anderer Services und zum Schützen Ihrer Workloads und der sensiblen Daten. Bevor Sie Ihre Anwendung in einen Cluster in Red Hat OpenShift on IBM Cloud verschieben, überprüfen Sie, ob Sie Ihre Anwendung als containerisierte Anwendung auf dem unterstützten Betriebssystem ausführen können und ob Red Hat OpenShift und Red Hat OpenShift on IBM Cloud die für Ihre Arbeitslast erforderlichen Funktionen bieten.

Zugehörige Ressourcen

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

• Lernen Sie das Produkt kennen, indem Sie das Lernprogramm für die Erstellung von Clustern durcharbeiten.
• Lernen Sie in diesem Kurs, wie Kubernetes und Red Hat OpenShift on IBM Cloud zusammenarbeiten.