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Kubernetes ist eine leistungsstarke Open-Source-Plattform zur Verwaltung containerisierter Anwendungen über verschiedene Hosts hinweg und fördert die effiziente Automatisierung, Skalierung und Wartung. Du kannst damit Workloads und Dienste orchestrieren, was eine vereinfachte Verwaltung komplexer IT-Systeme ermöglicht. Merke Dir: Kubernetes ist der Schlüssel zur modernen Container-Orchestrierung und -Verwaltung.
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Leg kostenfrei losWelches Feature von Kubernetes sorgt für hohe Verfügbarkeit?
Welche Rolle erfüllt der API-Server in einem Kubernetes Cluster?
Was ist der Zweck von Kubernetes?
Was ist ein Kubernetes Deployment?
Welche Hauptfunktionen bietet Kubernetes?
Woher stammt der Name 'Kubernetes'?
Was ist eine Blue-Green Deployment Strategie?
Welche Rolle erfüllt ein Pod in Kubernetes?
Welche Funktion haben Kubernetes Services?
Welche fortgeschrittenen Operationen unterstützen Kubernetes Operators?
Was sind die grundlegenden Durchführungseinheiten in einem Kubernetes Cluster?
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Team Kubernetes Lehrer
Kubernetes ist eine Open-Source-Plattform zur Verwaltung von containerisierten Anwendungen über mehrere Hosts hinweg. Es bietet eine Framework für das automatisierte Deployment, Skalierung und Betrieb von Anwendungscontainern.
Der Begriff Kubernetes stammt aus dem Griechischen und bedeutet Steuermann oder Pilot. Es fungiert als ein Orchestrierungstool, das den Einsatz und die Verwaltung von Container-Technologien wie Docker erleichtert.
Kubernetes erlaubt es, Anwendungen in Containern zu skalieren und zu verwalten, indem es Tools für das Load-Balancing, die Aufrechterhaltung der Ausfallsicherheit und die Rollout-Strategien bereitstellt. Mit dieser Einsatzmethode kannst Du sicherstellen, dass Deine Anwendungen reaktionsschnell und effizient laufen.
Beispiel: Angenommen, Du betreibst eine Anwendung, die plötzliche Verkehrsspitzen bewältigen muss. Mithilfe von Kubernetes kannst Du automatisch zusätzliche Container bereitstellen, um der erhöhten Nachfrage gerecht zu werden, und diese nach dem Abbau der Nachfrage wieder entfernen.
Viele große Cloud-Anbieter wie Google Cloud, Amazon AWS und Microsoft Azure bieten Kubernetes in ihren Cloud-Diensten als Managed-Service an.
Kubernetes ist ein leistungsfähiges Tool zur Verwaltung von containerisierten Anwendungen. Es automatisiert viele der manuellen Prozesse, die mit der Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen verbunden sind.
Kubernetes besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten, die zusammenarbeiten, um eine robuste Plattform für die Containerverwaltung zu bilden. Dazu gehören:
Ein Pod ist die kleinste, einfach zu deployende Einheit in der Kubernetes-Welt. Ein Pod enthält einen oder mehrere Container, die auf denselben Ressourcen laufen.
Angenommen, Du hast eine Webanwendung, die aus einem Frontend und einem Backend besteht. In Kubernetes könntest Du:
Prüf, ob Dein Kubernetes-Cluster dem neuesten Sicherheitsstandard entspricht, indem Du regelmäßige Updates durchführst.
Die Orchestrierung mit Kubernetes bietet hohe Verfügbarkeit, indem es automatische **Failover-Mechanismen verwendet. Wenn zum Beispiel ein Node ausfällt, wird der Workload auf einen anderen Node verschoben. Außerhalb der Standardfunktionalität beinhaltet Kubernetes:
Ein Kubernetes Cluster ist eine Sammlung von Computern, die arbeiten, um containerisierte Anwendungen auszuführen, zu verwalten und zu skalieren. Diese Computer können entweder physische oder virtuelle Maschinen sein und bestehen aus einem oder mehreren Master Nodes sowie mehreren Worker Nodes. Kubernetes vereinfacht die Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen in diesen Clustern.
Der Aufbau eines Kubernetes Clusters umfasst mehrere Schlüsselkomponenten:
Beispiel: Betrachte einen Cluster mit drei Nodes. Node 1 fungiert als Master, während Node 2 und 3 als Worker Nodes eingerichtet sind, die spezielle Anwendungen ausführen. Eine einfache YAML-Datei zur Definition eines Pods könnte so aussehen:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: my-podspec: containers: - name: nginx-container image: nginx:latestHierbei wird ein Pod erstellt, der den neuesten nginx-Container enthält.
In einem Kubernetes Cluster gibt es verschiedene Arten, Anwendungen durchzuführen. Zu den grundlegendsten gehören Pods, Deployments und Services.
Ein wichtiges Konzept beim Betrieb einer Anwendung in Kubernetes sind Operators. Operators verwenden benutzerdefinierte Ressourcen, um komplexe, zustandsbehaftete Anwendungen zu steuern, die spezifische Betriebskenntnisse benötigen. Diese Ressourcen werden in der Regel in Form von CRDs (Custom Resource Definitions) definiert und ermöglichen fortschrittliche Operationen wie:
Bevor Du Änderungen im Produktionscluster implementierst, teste alle Deployments in einem Staging-Cluster, um unvorhergesehene Ausfälle zu vermeiden.
Ein Kubernetes Deployment ist eine Ressource, die den Lebenszyklus von Anwendungen verwaltet, einschließlich Skalierung, Updates und Replikationen der Pods. Mit Deployments kannst Du Änderungen am Zustand Deines Pods auf eine konsistente Weise durchführen. Diese Funktionalität erleichtert die Verwaltung und Aktualisierung von Anwendungen in einem Kubernetes-Cluster erheblich.
Kubernetes Services bieten eine Möglichkeit, Pods dauerhaft erreichbar zu machen, auch wenn sie auf verschiedenen Nodes liegen oder regelmäßig neugestartet werden. Sie abstrahieren den Zugriff auf die Pods und bieten ein stabiles Endpoint-Interface.
Service ist ein Abstraktionslayer in Kubernetes, das einen logischen Satz von Pods und eine von diesen Pods zugeordneten Policy zur Bestimmung, wie sie erreicht werden können, definiert.
Beispiel: Angenommen, Du hast eine Anwendung, die auf mehrere Pods verteilt ist. Ein Service kann als ein interner Load Balancer fungieren, der Anfragen an die verschiedenen Instanzen Deiner Anwendung verteilt, um Stabilität zu gewährleisten. Ein YAML-Beispiel für einen Service könnte folgendermaßen aussehen:
apiVersion: v1kind: Servicemetadata: name: my-servicespec: selector: app: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 9376type: LoadBalancer
Nutze Kubernetes Services, um die Robustheit und Fehlererkennung Deiner Anwendungen zu erhöhen.
Deployment Strategien in Kubernetes bestimmen, wie Anwendungen im Cluster aktualisiert werden. Das Verständnis dieser Strategien hilft Dir, die beste Balance zwischen Verfügbarkeit und Neuerungen zu finden.Einige der häufigsten Strategien sind:
Eine interessante Methode, fortgeschrittene Deployment-Strategien umzusetzen, ist die Nutzung von Blue-Green Deployment. Diese Strategie trennt die bestehende Architektur (Blue-Environment) von der neuen (Green-Environment). Hierbei wird die Endbenutzerlast durch den Service Layer auf das neue Green-Environment umgeschaltet, sobald die neue Version live getestet und bereitgestellt wurde.Vorteile der Blue-Green-Strategie umfassen:
Bei der Verwendung von Rolling-Updates in Kubernetes kannst Du die Max Surge und Max Unavailable Parameter anpassen, um die Geschwindigkeit der Aktualisierung zu steuern.
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Lily Hulatt ist Digital Content Specialist mit über drei Jahren Erfahrung in Content-Strategie und Curriculum-Design. Sie hat 2022 ihren Doktortitel in Englischer Literatur an der Durham University erhalten, dort auch im Fachbereich Englische Studien unterrichtet und an verschiedenen Veröffentlichungen mitgewirkt. Lily ist Expertin für Englische Literatur, Englische Sprache, Geschichte und Philosophie.
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Gabriel Freitas ist AI Engineer mit solider Erfahrung in Softwareentwicklung, maschinellen Lernalgorithmen und generativer KI, einschließlich Anwendungen großer Sprachmodelle (LLMs). Er hat Elektrotechnik an der Universität von São Paulo studiert und macht aktuell seinen MSc in Computertechnik an der Universität von Campinas mit Schwerpunkt auf maschinellem Lernen. Gabriel hat einen starken Hintergrund in Software-Engineering und hat an Projekten zu Computer Vision, Embedded AI und LLM-Anwendungen gearbeitet.
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