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Kubernetes

Gestiegene Anforderungen, zahlreiche Endgeräte und Betriebssysteme – die Arbeit von Developern wird nicht einfacher. Open-Source-Plattformen wie Kubernetes helfen dabei, angesichts immer komplexerer und dezentraler Lösungen den Überblick zu behalten.

Um die neuen Herausforderungen zu meistern, wurden Lösungen entwickelt, um Ressourcen zu sparen und plattformunabhängig operieren zu können. Eine Möglichkeit: Virtuelle Maschinen (VMs). Bei dieser Form der IT-Infrastruktur wird eine virtuelle Programmierebene auf einem bestehenden Betriebssystem, dem Host, aufgesetzt. Dadurch kann die vorhandene Hardware des Host-Systems genutzt werden, ohne speziell angepasste Programmierkenntnisse über die Architektur des Host-Systems haben zu müssen. Allerdings sind VMs relativ starr in Sachen Ressourcen-Zuweisung und Verwendung. Es ist lediglich möglich, ein Maximum an genutzter Hardware einer virtuellen Maschine zuzuweisen. Beim Betrieb mehrerer VMs parallel gibt es wenig Möglichkeiten, Software-Pakete und Betriebssystem-Ressourcen zwischen den virtuellen Maschinen zu teilen. Die Folge: Im dynamischen Umfeld cloudbasierter, dezentraler Prozesse stoßen VMs schnell an ihre Grenzen. Für mehr Effizienz arbeiten Entwickler daher nun in sogenannten Containern. Container werden nicht auf der Hardware, sondern im Betriebssystem selbst virtualisiert und haben somit die Eigenschaft einer Cloud-Lösung. Der große Vorteil: Diese Container sind nicht starr mit dem Host verknüpft und demnach über Cloud-Lösungen transportierbar. Dies führt zu einer sehr agilen und dynamischen Entwicklungsumgebung, bietet jedoch auch sehr viel Raum für Fehler. Um diese Fehleranfälligkeit zu reduzieren und einen möglichst strukturierten, aber immer noch dynamischen Prozess zu garantieren, werden Container-Orchestrierungen wie beispielsweise Kubernetes eingesetzt.

Was ist Kubernetes?

Wie bei so vielen digitalen Services liegt der Ursprung von Kubernetes bei Google. Auf der Suche nach einem effizienten Weg, den hohen Produktions-Workload abzufangen, entwickelte das Unternehmen eine Kombination aus Containerverwaltung, Microservice und Cloud-Plattform. Seit 2014 ist Kubernetes als Open-Source-Projekt öffentlich zugänglich. Containerisierung mit Struktur: Kubernetes erstellt und verwaltet Container und Services, koordiniert die Infrastruktur von Computern, Netzwerken und Speichern, sodass einzelne Container zuverlässig, sicher und schnell arbeiten können. Was sind die Vorteile von Kubernetes?

  • Flexibilität

Kubernetes ist keine starre Standardlösung auf Hardwareebene. Dank der Performance auf Containerebene lassen sich zahlreiche individuelle Anpassungen an den durch Kubernetes bereitgestellten Entwicklerplattformen einbauen. Das garantiert möglichst strukturierte, aber immer noch dynamische Prozesse.

  • Komplexität

Kubernetes verwaltet systematisch eine Vielzahl von Containern, Produktions-Apps und Produktionselementen, die auf mehreren Servern operieren bzw. sich auf diverse Hosts verteilen. Die Plattform gibt dieser verzweigten und komplexen Ordnung eine Struktur.

  • Parallelität

Diese Systematik erlaubt den Betrieb und die gleichzeitige Entwicklung mehrerer Container auf verschiedenen Plattformen. Dank der Parallelität verläuft die Entwicklung sehr viel schneller und reibungsloser, zahlreiche Container können über mehrere Hosts können überblickt und orchestriert werden.

  • Maximale Verfügbarkeit

Fehlerszenarien können direkt in Kubernetes implementiert und die Plattform über mehrere Rechenzentren verteilt werden. Das bedeutet: Einzelne Komponenten “wissen”, ob sie gerade in einem sicheren Zustand sind oder ein Sub-System/Microservice der Anwendung gerade nicht richtig funktioniert. Dieser Teil der Gesamtapplikation startet dann neu, was für eine höhere maximale Verfügbarkeit sorgt.

Zu den wenigen Nachteilen von Kubernetes zählen die höheren initialen und Hosting-Kosten.

Warum ist Kubernetes wichtig?

Dank Containerisierung lassen sich die vielen Prozesse in der Anwendungs-Entwicklung komplett in die Cloud bringen, was ein sehr viel agileres Arbeiten ermöglicht. Das Problem: Je größer die Anwendung, desto mehr und auch verschiedene Container müssen für die unterschiedlichen Microservices einer Applikation jedoch eingesetzt werden. Die Lösung: die Verwendung einer Software-Architektur auf einer "Zwischen-Applikations-Ebene" wie Kubernetes. Ähnlich einem großen Orchester, in dem viele Instrumente reibungslos zusammenspielen und einer den Takt vorgeben muss, empfiehlt es sich auch im Entwicklungsumfeld, hierfür eine Art Dirigenten zu. So steuert und orchestriert Kubernetes die verschiedenen Microservices einer Applikation – in Intensität, im Normalbetrieb aber auch in kritischen Situationen. Ein weiterer Pluspunkt der Plattform: Entwickler arbeiten zunehmend dezentralisiert und in “Fernarbeit” (Remote Work). Home-Office-Lösungen, verschiedene Teams über mehrere Standorte hinweg oder sogar die internationale Zusammenarbeit erfordern eine dynamische Entwicklungsumgebung wie Kubernetes, in den Anwendungen sicher, schnell und strukturiert entworfen, erstellt, getestet und optimiert werden können.

Fazit

Kubernetes als Open-Source-Projekt ist die Lösung, um sich selbstheilende und verteilte Container-Anwendungen ohne die Skalierungsbeschränkungen klassischer Server-Applikationen zu entwickeln und zu betreiben. Kundenanforderungen lassen sich schneller und effektiver umsetzen, die Entwicklungsarbeit wird dezentralisiert. Wer eine Anwendung international und hochverfügbar betreiben möchte, sollte daher unbedingt ein Kubernetes-Hosting in Betracht ziehen.

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