Was ist Containerorchestrierung?

Tools zur Containerorchestrierung wie Google Kubernetes Engine (GKE) vereinfachen die Bereitstellung und Ausführung von Containeranwendungen und Mikrodiensten. Container-Orchestratoren wenden in der Regel ihre eigenen Methoden an und bieten unterschiedliche Funktionen. Sie alle ermöglichen es jedoch Unternehmen, Containeranwendungen automatisch zu koordinieren, zu verwalten und zu überwachen.

Sehen wir uns an, wie die Containerorchestrierung funktioniert.

Die Containerorchestrierung verwendet deklarative Programmierung. Das bedeutet, dass Sie die gewünschte Ausgabe definieren, anstatt die dafür erforderlichen Schritte zu beschreiben. Entwickler schreiben eine Konfigurationsdatei, die definiert, wo sich Container-Images befinden, wie das Netzwerk zwischen Containern eingerichtet und geschützt wird und wie Containerspeicher und -ressourcen bereitgestellt werden. Tools zur Containerorchestrierung verwenden diese Datei, um den angeforderten Endzustand automatisch zu erreichen.

Wenn Sie einen neuen Container bereitstellen, plant das Tool oder die Plattform automatisch Ihre Container und sucht anhand der in der Konfigurationsdatei festgelegten Einschränkungen oder Anforderungen, z. B. CPU, Arbeitsspeicher, Nähe zu anderen Hosts oder sogar Metadaten, den passenden Host.

Sobald die Container ausgeführt werden, automatisieren Tools zur Containerorchestrierung die Lebenszyklusverwaltung und operative Aufgaben auf der Grundlage der Containerdefinitionsdatei, einschließlich:

• Bereitstellung und Implementierung
• Container hoch- oder herunterskalieren und Load-Balancing
• Ressourcen zwischen Containern zuweisen
• Container auf einen anderen Host verschieben, um Verfügbarkeit bei Ressourcenmangel oder unerwarteten Ausfällen sicherzustellen
• Leistungs- und Zustandsüberwachung der Anwendung
• Ressourcen zwischen Containern zuweisen
• Diensterkennung

Die Containerorchestrierung kann in jeder Computing-Umgebung verwendet werden, die Container unterstützt, von herkömmlichen lokalen Servern bis hin zu öffentlichen, privaten, Hybrid- und Multi-Cloud-Computing-Umgebungen.

Plattformen zur Containerorchestrierung bieten Tools zur Automatisierung der Containerorchestrierung und die Möglichkeit, andere Open-Source-Technologien wie Prometheus für das Ereignis-Logging, das Monitoring und die Analyse zu installieren.

Es gibt zwei Arten von Plattformen zur Containerorchestrierung: selbst erstellt oder verwaltet.

Selbst erstellte Container-Orchestratoren geben Ihnen die vollständige Kontrolle über die Anpassung und werden in der Regel von Grund auf neu erstellt oder nutzen eine Open-Source-Plattform. Mit den selbst erstellten Optionen übertragen Sie allerdings auch die Verwaltung und Wartung der Plattform. 

Die gängigste Open-Source-Plattform zur Containerorchestrierung für cloudnative Entwicklung ist Kubernetes. Es ist ein Open-Source-System zur Containerorchestrierung, das ursprünglich von Google auf der Grundlage seines internen Clusterverwaltungssystems Borg entwickelt wurde. Es wird manchmal auch auf K8s abgekürzt. Heute gilt es De-Facto-Standard für die Bereitstellung und Verwaltung von Containern.

Die andere Möglichkeit besteht darin, eine verwaltete Plattform oder ein Container-as-a-Service-Angebot (CaaS) eines Cloud-Anbieters wie Google, Microsoft, Amazon oder IBM zu verwenden. Bei verwalteten Plattformen zur Containerorchestrierung (CaaS) ist der Cloud-Anbieter für die Verwaltung der Installation und des Betriebs verantwortlich. Dadurch können Sie die Funktionen einfach nutzen und sich auf die Ausführung Ihrer Containeranwendungen konzentrieren.

Was sind also Beispiele für die Containerorchestrierung und warum müssen wir Container überhaupt orchestrieren?

In der modernen Entwicklung ist die Containerisierung zu einer wichtigen Technologie für die Erstellung cloudnativer Anwendungen geworden. Anstelle großer monolithischer Anwendungen können Entwickler jetzt einzelne, lose gekoppelte Komponenten (auch als Mikrodienste bezeichnet) zum Erstellen von Anwendungen verwenden.

Container sind im Allgemeinen kleiner, effizienter und leichter zu handhaben. Es gibt jedoch ein Problem. Je mehr Container Sie haben, desto schwieriger ist es, sie zu betreiben und zu verwalten. Eine einzelne Anwendung kann Hunderte oder sogar Tausende von einzelnen Containern enthalten, die zusammenarbeiten müssen, um Anwendungsfunktionen bereitzustellen.

Angesichts der wachsenden Anzahl von containerisierten Anwendungen ist eine umfangreiche Verwaltung ohne den Einsatz von Automatisierung nahezu unmöglich. Hier kommt die Containerorchestrierung ins Spiel. Damit werden wichtige Aufgaben des Lebenszyklusmanagements in einem Bruchteil der Zeit ausgeführt.

Angenommen, Sie haben 50 Container, die Sie aktualisieren müssen. Sie könnten alles manuell erledigen, aber wie viel Zeit und Aufwand würde Ihr Team aufwenden, um die Aufgabe zu erledigen? Mit der Containerorchestrierung können Sie eine Konfigurationsdatei schreiben und das Tool zur Containerorchestrierung übernimmt alles für Sie.

Dies ist nur ein Beispiel dafür, wie die Containerorchestrierung dazu beitragen kann, operative Arbeitslasten zu reduzieren. Überlegen Sie nun, wie lange es dauern würde, dieselben Container bereitzustellen, zu skalieren und zu sichern, wenn alles mit verschiedenen Betriebssystemen und Sprachen entwickelt wird. Wie wäre es, wenn Sie sie in andere Umgebungen verschieben müssten?

Ein deklarativer Ansatz kann zahlreiche sich wiederholende und vorhersehbare Aufgaben vereinfachen, die für den reibungslosen Betrieb von Containern erforderlich sind, z. B. die Ressourcenzuweisung, die Replikatverwaltung und Netzwerkkonfigurationen.