Kubernetes (auch K8s genannt) ist eine Open-Source-Plattform, die entwickelt wurde, um Container-Anwendungen automatisch zu verwalten, zu skalieren und hochverfügbar zu machen. Es wurde ursprünglich von Google entwickelt und später an die Cloud Native Computing Foundation (CNCF) übergeben. Heute ist Kubernetes der De-facto-Standard für Container-Orchestrierung in modernen Cloud- und Microservice-Architekturen.
Kurzdefinition
Kubernetes ist ein Orchestrierungstool, das Container-Cluster verwaltet. Es kümmert sich um das Deployment, die Skalierung, die Lastverteilung und die Fehlerbehandlung, sodass Anwendungen automatisiert und zuverlässig laufen.
Vorteile & Nachteile
Vorteile
- Automatisierung: Container-Deployments, -Updates und -Rollbacks laufen automatisch.
- Skalierbarkeit: Kubernetes passt Container-Anzahl dynamisch an die Last an.
- Ausfallsicherheit: Fehlerhafte Container werden automatisch neugestartet oder ersetzt.
- Portabilität: Kubernetes läuft auf allen großen Cloud-Plattformen und On-Premises.
Nachteile
- Komplexität: Hohe Einstiegshürde für Entwickler und Administratoren.
- Ressourcenbedarf: Kubernetes selbst benötigt Rechenleistung und Speicher.
- Sicherheitsaspekte: Fehlerhafte Konfigurationen können Angriffsflächen bieten.
- Kosten: Betrieb und Know-how erfordern Investitionen.
Funktionsweise von Kubernetes
- Container werden in Pods gebündelt – die kleinste Einheit in Kubernetes.
- Pods laufen auf Nodes (virtuelle oder physische Server).
- Ein Master Node verwaltet den Cluster über die Control Plane.
- Kubernetes verteilt die Pods, skaliert sie und stellt die Verfügbarkeit sicher.
Kubernetes vs. manuelle Containerverwaltung
| Kriterium | Kubernetes | Manuelle Verwaltung |
|---|---|---|
| Deployment | Automatisiert, deklarativ definiert | Manuell, Skripte erforderlich |
| Skalierung | Dynamisch, automatisch | Manuell, zeitaufwendig |
| Ausfallsicherheit | Container werden bei Ausfällen ersetzt | Manuelle Neustarts notwendig |
| Portabilität | Cloud- und Plattform-unabhängig | Stark von Umgebung abhängig |
Typische Einsatzbereiche
- Microservices: Verwaltung hunderter kleiner Services in Containern.
- Cloud-native Apps: Anwendungen, die speziell für die Cloud entwickelt wurden.
- DevOps & CI/CD: Automatisiertes Deployment von Builds und Tests.
- Skalierbare Plattformen: Dynamische Anpassung von Ressourcen an Lastspitzen.
- Hybrid-Cloud: Kombination aus On-Premises- und Cloud-Umgebungen.
Beliebte Kubernetes-Distributionen
- Google Kubernetes Engine (GKE): Vollständig verwalteter Service in Google Cloud.
- Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS): AWS-Lösung für Kubernetes.
- Azure Kubernetes Service (AKS): Microsofts Kubernetes-Angebot.
- OpenShift: Kubernetes-basierte Enterprise-Plattform von Red Hat.
- K3s: Leichtgewichtige Kubernetes-Variante für IoT & Edge.
Best Practices
- Infrastructure as Code: Deployments mit YAML-Dateien versionieren.
- Namespaces: Ressourcen trennen und organisieren.
- Monitoring: Tools wie Prometheus und Grafana integrieren.
- Security: RBAC, Network Policies und Secrets richtig einsetzen.
- Automatisierung: CI/CD-Pipelines für kontinuierliche Deployments nutzen.
Kosten- & Betriebsfaktoren
Kubernetes reduziert langfristig Betriebsaufwände durch Automatisierung, erfordert aber initiale Investitionen in Infrastruktur und Know-how. Kosten entstehen durch:
- Betrieb eigener Cluster (Hardware, VMs)
- Cloud-Kosten bei Managed Services (GKE, EKS, AKS)
- Schulungen & Fachpersonal
- Monitoring- und Sicherheitslösungen
Beispiele aus der Praxis
- Spotify: Orchestriert Microservices und Streaming-Infrastruktur mit Kubernetes.
- Zalando: Nutzt Kubernetes für E-Commerce-Plattformen mit hoher Skalierbarkeit.
- Airbnb: Skalierung von Container-Workloads in der Cloud.
- Google: Setzt Kubernetes intern seit Jahren für eigene Dienste ein.
FAQ
Was ist Kubernetes?
Kubernetes ist eine Open-Source-Plattform, die Container-Anwendungen automatisiert verwaltet, skaliert und ausfallsicher betreibt.
Warum Kubernetes nutzen?
Weil es Container-Deployments vereinfacht, hohe Skalierbarkeit bietet und sich in nahezu jeder Cloud nutzen lässt.
Was ist der Unterschied zwischen Kubernetes und Docker?
Docker ist eine Container-Plattform, Kubernetes ein Orchestrierungssystem, das viele Container verwaltet.
Welche Alternativen zu Kubernetes gibt es?
Alternativen sind Docker Swarm, Nomad oder OpenShift (basierend auf Kubernetes).