Container-Einmaleins: Was ist Container-Technologie, was ist Kubernetes und wofür wird beides verwendet?

Was sind Container?

Mithilfe von Containern laufen Anwendungen konsistent und zuverlässig – unabhängig von Betriebssystemen oder Infrastrukturumgebungen. Container bündeln alle Komponenten, die ein Service für den Betrieb benötigt. Dazu zählen Codes, Laufzeiten, Systemwerkzeuge und -bibliotheken sowie Einstellungen. So entsteht ein portierbares, eigenständiges und lauffähiges Paket.

Wofür werden Container verwendet?

Container stehen für die Zukunft des Computing – neben Technologien wie DevOps, Cloud-nativen Ansätzen, KI und Machine Learning. Typische Anwendungsfälle umfassen:

• die Modernisierung bestehender Anwendungen in der Cloud;
• die Erstellung neuer Anwendungen, um die Vorteile von Containern zu maximieren;
• die Isolation, Bereitstellung, Skalierung und Unterstützung von Microservices und dezentralen Apps;
• die Steigerung der DevOps-Effizienz / der Leistungsfähigkeit durch optimierte Entwicklungsprozesse / Tests / Bereitstellungen;
• die Bereitstellung konsistenter Produktionsumgebungen für Entwickler, die von anderen Anwendungen und Prozessen isoliert funktionieren;
• die Vereinfachung und Beschleunigung von sich wiederholenden Funktionen sowie
• die Unterstützung hybrider und Multicloud-Computing-Umgebungen, da Container überall konsistent betrieben werden können.

Was ist Containerisierung?

Teil der Containerisierung, also der Erstellung eines Containers, ist es, nur die benötigte Anwendung bzw. den benötigten Service sowie die zugehörigen Abhängigkeiten und Konfigurationen zu extrahieren. In der Folge werden diese vom Betriebssystem und der zugrundeliegenden Infrastruktur getrennt. Das resultierende Container-Image kann auf jeder beliebigen Container-Plattform betrieben werden. Mehrere Container können auf demselben Host ausgeführt werden. Sie teilen sich dasselbe Betriebssystem mit anderen Containern. Dabei werden allerdings isolierte Prozesse an getrennten und gesicherten Orten ausgeführt. Da sich Container das grundlegende Betriebssystem teilen, kann der einzelne Container mit deutlich weniger Ressourcen betrieben werden als eine separate virtuelle Maschine (VM).

Was sind die Vorteile von Containern?

• Container sind kompakt: Da sie von der Betriebssystemschicht isoliert sind, arbeiten Container effizienter und benötigen weniger Ressourcen als virtuelle Maschinen.
• Container sind portierbar: Container enthalten bereits alle Abhängigkeiten und Konfigurationen. Es ist möglich, in einen Container zu schreiben und flexibel zwischen Umgebungen zu wechseln.
• Container sind skalierbar: Da Container so kompakt sind, können sie schnell eingerichtet und skaliert werden. Sie fahren schnell herunter, wenn sie nicht gebraucht werden, und ebenso schnell bei Bedarf wieder hoch.
• Container können kostengünstig sein: Aufgrund des reduzierten Bedarfs an Ressourcen und des intelligenten Skalierens stellen Container eine widerstandsfähige, schnelle und kostengünstige Lösung dar.
• Container erfordern weniger Infrastruktur: Die Arbeit mit Containern setzt voraus, dass Sie sich genauestens mit Ihren Anforderungen auseinandersetzen, um das beste Kundenerlebnis bieten zu können. Dieser Prozess reduziert den Bedarf an Infrastruktur und somit auch den Verwaltungsaufwand.
• Container sorgen für mehr Fokus: IT-Teams haben weniger Zeitaufwand mit Gastbetriebssystemen und physischer Hardware. Die gewonnene Zeit kann das Team nutzen, um an unternehmenskritischen Projekten zu arbeiten.
• Container beschleunigen die Entwicklung: Container bieten eine stabile, vorhersehbare Umgebung, die hinsichtlich CPU und Speicher optimiert ist und wo Code von der Infrastruktur abstrahiert wird, um Portabilität zu gewährleisten.
• Container nutzen moderne Systemarchitektur: Mithilfe von Containern können Entwickler Anwendungen in Microservices aufteilen. Dadurch wird die Entwicklung beschleunigt und nach der Bereitstellung eine individuelle Skalierung gewährleistet.

Welche Herausforderungen sind mit Containern verbunden?

• Container sind ziemlich neu: Kubernetes wurde erstmals im Jahr 2014 veröffentlicht und hat sich schnell am Markt durchgesetzt. Aufgrund des Status als ein neuartiger Technologietrend kann es schwierig sein, erfahrene Technologen zu finden, die wissen, wie man in containerisierten Umgebungen arbeitet.
• Nicht alle Services sind containerisiert: Falls Ihre Anwendung auf Services angewiesen ist, die nicht containerisiert sind, müssen Sie möglicherweise viel investieren, um diese in eine Container-Lösung zu verwandeln.
• Container erfordern Änderungen in Bezug auf Prozesse und Kompetenzen: Container können den Übergang zu einer agileren, effizienteren Entwicklung beschleunigen. Das kann allerdings erhebliche Änderungen an Ihren aktuellen Prozessen für Entwicklung, Bereitstellung, Überprüfung und Monitoring bedeuten. Bestehende Teams müssen deshalb möglicherweise neu geschult werden.
• Technologien entwickeln sich rasant: Dies gilt nicht nur für Container. Allerdings bedeutet diese rasante Entwicklung, dass Sie Mitarbeiter (oder Partner) brauchen, um fundierte Entscheidungen zu treffen, Risiken zu reduzieren und sicherzustellen, dass Implementierungen nicht von trägen Prozessen innerhalb Ihres Unternehmens gestört werden.
• Container sind keine Universallösung: Auf den ersten Blick mögen Container die perfekte Lösung sein, doch jeder Wechsel erfordert auch ernsthafte Überlegungen. Sie müssen verstehen, auf welcher Grundlage Sie arbeiten, was Ihren Anforderungen entspricht und was nicht. Alternativ können Sie auch die Zusammenarbeit mit einem Partner in Betracht ziehen, der Sie bei der Umstellung unterstützt.

Container vs. virtuelle Maschinen

Container und virtuelle Maschinen sind als „Pakete“ zu verstehen. Ein Container ist ein Paket, das Ihre Anwendung und alles, was für den Betrieb notwendig ist, enthält – mit Ausnahme des Betriebssystems. Eine virtuelle Maschine beinhaltet Ihre Anwendung und alles, was für den Betrieb notwendig ist – inklusive des Betriebssystems.

Sie können mehrere Container auf einem Betriebssystem betreiben. Ebenso können Sie mehrere virtuelle Maschinen auf einer Hardware installieren. Sie können sogar Container auf virtuellen Maschinen ausführen.

Ein wesentlicher Vorteil von Containern gegenüber virtuellen Maschinen besteht darin, dass Container weniger Systemressourcen und Aufwand erfordern, da das Betriebssystem nicht enthalten ist. In der Regel kann man sie schneller hoch- und herunterfahren und in verschiedenen Umgebungen flexibel einsetzen. Im Ruhezustand belegen sie allerdings immer noch Infrastrukturkapazitäten und treiben so die Kosten in die Höhe.

Docker vs. Kubernetes

Die Technologie von Docker ermöglicht die Erstellung und Ausführung von Containern – die Container des Unternehmens entsprechen dem Industriestandard. Kubernetes (abgekürzt k8s) ermöglicht die Verwaltung (oder Orchestration) all Ihrer containerisierten Workloads, einschließlich Bereitstellung, Netzwerkbetrieb, Lastausgleich, Sicherung und Skalierung. Docker kann eigenständig ohne Kubernetes betrieben werden, allerdings kann Kubernetes nicht ohne Container-Dienste wie Docker laufen.

Mit Stand 2021 behauptet Docker praktisch den gesamten Marktanteil im Bereich Containerisierung. Es gibt viele konkurrierende Kubernetes-Produkte auf dem Markt und selbstverwaltete Kubernetes-Anwendungen sind in 50 % der von StackRox befragten Unternehmen installiert. Die fünf Spitzenreiter sind selbstverwaltete Kubernetes-Anwendungen (50 %), Amazon EKS (44 %), Azure AKS (31 %), RedHat OpenShift (22 %) und Amazon ECS (20 %).

Was ist die Orchestration von Containern?

Falls Sie nur über eine Handvoll Container und zwei oder drei Anwendungen verfügen, ist eine Container-Orchestration möglicherweise nicht notwendig. Doch sobald diese Zahlen steigen, erhöht sich auch die Komplexität. Die Container-Orchestration von Kubernetes ermöglicht die automatische Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von Tausenden von containerisierten Anwendungen.

Zu den Vorteilen der Container-Orchestration von Kubernetes zählen:

• Service-Discovery und Lastenausgleich;
• die automatische Einbindung des Speichersystems Ihrer Wahl;
• automatisierte Rollouts und Rollback;
• die optimale Nutzung von Ressourcen;
• automatische Reparatur von Kubernetes (Neustart von fehlgeschlagenen Containern; Beenden von Containern, die nicht auf benutzerdefinierte Funktionstests reagieren)
• Möglichkeiten zum Speichern und Verwalten sensibler Informationen sowie
• die Bereitstellung und Aktualisierung von Konfigurationen ohne erneute Erstellung der Container-Images.

Was sind die wichtigsten Tools und Technologien in Bezug auf Container?

Docker und Kubernetes sind die Spitzenreiter im Bereich Container. Docker ist eine auf Open-Source basierte Container-Plattform. Kubernetes ist die beliebteste Wahl für Container-Orchestration – obwohl es Alternativen wie Docker Swarm und VMware Tanzu gibt. Führende Cloud-Anbieter wie AWS, Google und Microsoft Azure bieten auch „Containers as a Service“-Produkte (CaaS) an.

Wann sollten Sie sich für Container entscheiden oder eine andere Möglichkeit in Betracht ziehen?

Container sind eine gute Möglichkeit, wenn Sie eine Anwendung von Grund auf neu erstellen, eine auf Microservices basierende Architektur anwenden oder eine flexible Lösung suchen, die Sie einmal erstellen und überall bereitstellen können. Doch was ist mit Ihren bestehenden, monolithischen Anwendungen?

Einige physische Maschinen lassen sich nicht in virtuelle Maschinen übertragen und so sind Anwendungen, die viele Ressourcen erfordern, eventuell keine gute Wahl für die Containerisierung. Um eine Anwendung mit hohen CPU- und RAM-Anforderungen in einen Container umzuwandeln, müssen Sie die Funktionsweise ändern. Die hohe Entwicklungszeit sowie die erforderlichen finanziellen Mittel stünden in diesem Fall in keinem Verhältnis zum erbrachten Nutzen.

Container-Lösungen von Rackspace Technology

Die Experten von Rackspace Technology verfügen über umfangreiche Erfahrung bezüglich der Architektur und des Designs von Plattform-Lösungen zur Containerisierung. Wir verfolgen einen unabhängigen Ansatz und verwenden die Plattform zur Container-Orchestration, die Ihnen den größten Nutzen bringt – über Kubernetes, DockerSwarm und Rancher sowie Cloud-native Tools wie ECS, EKS, AKS und GKE. Zu Beginn Ihrer Containerisierung arbeiten unsere Spezialisten eng mit Ihnen zusammen, um die Architektur Ihrer Anwendungen zu verstehen. Der nächste Schritt ist es, eine komplette Container-Lösung zu entwerfen und zu erstellen, die Netzwerkbetrieb, Datenträger, Rechenressourcen und mehr integriert. Starten Sie die Containerisierung noch heute.