Was versteht man zunächst unter Kubernetes?

Das Tool ist auch unter der Bezeichnung K8S bekannt. Der Name Kubernetes stammt aus dem Griechischen und bedeutet Steuermann oder Pilot. Es handelt sich um eine portable, erweiterbare Open-Source-Plattform für die Verwaltung und Orchestrierung containerisierter Workloads und Services, die sowohl Infrastructure as Code als auch Automatisierung unterstützt. Um die Zusammenarbeit zwischen Teams und einen Ansatz kontinuierlicher Innovation bei der Entwicklung moderner Anwendungen zu fördern, nutzt auch Kubernetes, das auf Microservices-Technologie basiert, die DevOps-Methodik.

Kubernetes ermöglicht es, viele der manuellen Prozesse bei Deployment und Skalierung containerisierter Anwendungen zu eliminieren und Cluster von Hosts, auf denen Container ausgeführt werden, einfach und effizient zu verwalten. Es ermöglicht die Verwaltung und grossflächige Bereitstellung containerisierter Anwendungen, Legacy-Anwendungen und Cloud-Native-Apps sowie von Anwendungen, die in Microservices umgewandelt wurden, über unterschiedliche Umgebungen hinweg, darunter Private Clouds und führende Public Clouds wie Microsoft Azure.

Eine der grundlegenden Eigenschaften dieses Tools ist die sogenannte Portabilität, also die Möglichkeit, Anwendungen von einem Cloud-Provider zu einem anderen sowie von einer Private Cloud in eine Public Cloud und umgekehrt zu verschieben.

Warum Kubernetes so wichtig geworden ist

Laut Gartners "The CTO's Guide to Containers and Kubernetes" werden bis 2027 mehr als 90 % der Unternehmen weltweit containerisierte Anwendungen für die Softwareentwicklung einsetzen. Der Aufstieg von Microservices hat neue Möglichkeiten eröffnet und die Regeln für die Skalierbarkeit von Anwendungen verändert, sodass Unternehmen eine resilientere und zuverlässigere IT-Struktur aufbauen können, die zudem in der Lage ist, Alerts zu verwalten.

Die Daten bestätigen diesen Trend: Laut einer Analyse von Data Bridge Market Research soll der globale Markt für Application Container im Zeitraum 2023–2030 mit einer CAGR von 32,7 % wachsen. Innerhalb dieses Segments stellt „Container Data Management & Orchestration“ den grössten Angebotsbereich dar.

Um die Entstehung des Bedarfs an Microservices-basierten Anwendungen zu verstehen, vergleichen wir diesen Ansatz mit der klassischen monolithischen Anwendung.

Der Erfolg von Kubernetes liegt gerade in der Verwaltung Microservices-basierter Entwicklung, die Vorteile wie geringere Kosten, effizientere Performance sowie deutlich schnellere Releases von Updates und neuen Funktionen gegenüber einer monolithischen Anwendung ermöglicht.

Was ist der Unterschied zwischen Docker und Kubernetes?

Kubernetes und Docker sind zwei kompatible und komplementäre Technologien, die in unterschiedlichen Kontexten eingesetzt werden können.

Docker ist eine Container Runtime, also eine Software, die dem Benutzer alle Werkzeuge und Funktionen zur Ausführung von Containern auf einem einzelnen Host zur Verfügung stellt, unabhängig davon, ob es sich um einen Server oder eine Workstation handelt. Dank Docker können Entwickler ihre Anwendungen innerhalb eines einzelnen Hosts deployen und ausführen.

Kubernetes ist ein komplexeres Tool, das die Orchestrierung von Containern über mehrere Nodes hinweg ermöglicht, auf denen Software auf Basis einer Container Runtime ausgeführt wird (beispielsweise Docker oder ein vergleichbares Produkt). Dank Kubernetes können Anwendungen horizontal skalieren und mit hoher Zuverlässigkeit betrieben werden, da selbst bei einem Ausfall eines Nodes alle laufenden Container von den verbleibenden Nodes übernommen werden können.

Der Vorteil von Kubernetes liegt in der Ausführung komplexer containerisierter Anwendungen im grossen Massstab, während Docker durch den Einsatz von Containern die Möglichkeit bietet, Vorgänge rund um das Application Management zu standardisieren und die Bereitstellung von Anwendungen zu beschleunigen.

Warum Kubernetes einsetzen?

Die Softwareentwicklung einfacher und agiler zu gestalten, ist der wichtigste Faktor, der Unternehmen zur Einführung dieser Lösung bewegt. Eine aktuelle Untersuchung hat ergeben, dass 62 % der Unternehmen die Flexibilität ihrer Anwendungen erhöhen wollen und 54 % die Effizienz ihrer Entwickler verbessern möchten. Das zentrale Element dieser Lösung ist, wie bereits erwähnt, die Portabilität, die es ermöglicht, eine Anwendung sowohl on-premise als auch in der Cloud auszuführen ohne Re-Platforming oder Re-Factoring, wodurch Entwicklerzeit eingespart wird.

In den vergangenen Jahren haben viele Unternehmen aufgrund der Zunahme von Remote Work und der Notwendigkeit, von überall auf Services und Anwendungen zugreifen zu können, Cloud-Lösungen eingeführt, um digitale Services näher an Kunden und Mitarbeitende zu bringen. Gleichzeitig sind dadurch jedoch auch die Kosten gestiegen. Kubernetes vereinfacht nicht nur die Nutzung der Cloud, sondern steigert auch die Effizienz der Infrastruktur und hilft, das Wachstum der damit verbundenen Kosten zu kontrollieren.

Schliesslich gaben mehr als ein Drittel (37 %) an, dass die Notwendigkeit, die Effizienz ihrer Arbeit zu verbessern, ein weiterer entscheidender Faktor war. Dieser Aspekt wird noch wichtiger werden, da hybride und Multi-Cloud-Infrastrukturen weiter wachsen und Kubernetes-Cluster über mehrere Umgebungen hinweg verwaltet werden müssen. Der Erfolg hängt davon ab, die richtigen Cloud-Umgebungen sowie geeignete Methoden zur Standardisierung von DevOps-Prozessen in den eingesetzten Clouds auszuwählen.

Warum Kubernetes wählen? 3 Punkte zur Implementierung dieser Technologie

1. Integration mit allen Cloud-Providern. Dabei geht es um die Auswahl der Infrastruktur, auf der die Anwendung ausgeführt werden soll, basierend auf den Anforderungen des Unternehmens.
2. Zugriff auf alle Tools sowie Test- und Entwicklungsumgebungen. Kubernetes stellt alle Werkzeuge bereit, die Entwicklung und Migration erleichtern. Darüber hinaus wird die Erstellung verschiedener Umgebungen durch Kubernetes vereinfacht, da die Einrichtung unterschiedlicher Umgebungen für Entwicklung und Tests einer Anwendung erleichtert wird.
3. CI/CD-Automatisierung. Unternehmen, die diese Technologie einsetzen, können ein automatisiertes System für das Deployment von Updates aufbauen, um eine kontinuierliche Verbesserung der entwickelten Anwendungen sicherzustellen.

Kubernetes in der Praxis: eine Fallstudie zur IT-Modernisierung

Das betreffende Unternehmen musste die Ausführung und Entwicklung seiner Anwendungen modernisieren. Vor unserem Eingreifen basierte seine IT auf Legacy-Produkten, virtuellen Maschinen und Application Servern wie JBoss oder WebSphere.

Dies führte zu:

• Hohem Aufwand für die Verwaltung der IT-Infrastruktur (OS-Patching, Deployment, Networking usw.)
• Hohem Bedarf an Anwendungsressourcen
• Geringer Skalierbarkeit und Portabilität der Anwendungen
• Langen Entwicklungszeiten für Anwendungen
• Geringer Systemsicherheit

Nachdem das Unternehmen erklärt hatte, dass eine Migration seiner Daten in Public Clouds nicht möglich sei, wurde beschlossen, eine Cloud-Native-Plattform on-premise zu evaluieren.

Um die Anforderungen des Unternehmens zu erfüllen, implementierten wir mehrere Cluster für Test/Entwicklung und Produktion, die alle wie ein einziger Cluster über ein zentrales Dashboard verwaltet werden konnten. Die vorgeschlagene Lösung sah nicht die Verwaltung von Betriebssystemen, sondern von Containern vor. Anschliessend wurden die Anwendungen auf Container migriert, wodurch eine hohe strategische Flexibilität und eine Reduktion der IT Operations um bis zu 90 % erreicht werden konnten.

Diese Optimierung ermöglichte es den Anwendungen, weniger Ressourcen zu verbrauchen und Networking, Business Continuity sowie Application Releases automatisiert zu verwalten, wodurch ein besserer Service und mehr Sicherheit gewährleistet wurden.

Die Vorteile der Anwendungsmigration auf Container und der Einführung von Cloud-Native-Plattformen waren:

• Skalierbarkeit der Infrastruktur
• Höhere Zuverlässigkeit der Infrastruktur
• Effizientere Deployment-Prozesse
• Reduktion der IT Operations um bis zu 90 %
• Geringerer Bedarf an Anwendungsressourcen
• Mehr Autonomie für Entwickler und kürzere Time-to-Market-Zeiten
• Mehr Sicherheit, die by Design in die Lösungen integriert ist
• Cloud Experience auch on-premise
• Standardisierung und Governance der IT-Prozesse über den gesamten Stack hinweg, unabhängig von der zugrunde liegenden Infrastruktur

Kubernetes ist nicht nur ein technologisches Tool, sondern ein konkreter Enabler, um Infrastrukturen und Anwendungen skalierbarer, resilienter und einfacher zu verwalten.