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Kubernetes und Docker - eine neue Etappe der Cloud

Innerhalb von nur etwa fünf Jahren hat Docker es geschafft, von einem kleinen und unbekannten Open Source Projekt zu einer der gefragtesten Lösungen für agiles Software Deployment, sicheres Development und plattformübergreifende Portabilität zu werden. Der Ansatz, Apps in Container statt in virtualisierten Vollsystemen laufen zu lassen, spart Ressourcen und schafft eine hohe Flexibilität. Aus der zunehmenden Komplexität des Managements und der Notwendigkeit zur Kooperation zwischen einem Container und dem nächsten entstand Kubernetes.

Kubernetes übernimmt die Orchestrierung der einzelnen Docker Container, in denen wiederum die Apps laufen. Es erreicht diese, indem es mehrere Hosts in Cluster zusammenfasst und Werkzeuge zu deren Verwaltung anbietet. Dabei unterstützt es die Kooperation von Hosts aus einer Private, Public und Hybrid Cloud innerhalb eines Clusters. Kubernetes kann sowohl als Plattform für Container und deren Cluster wie auch für Microservice oder die Cloud dienen und entspricht dadurch nahezu optimal den Anforderungen moderner IT und IoT-Strukturen wie PaaS, SaaS oder inzwischen CaaS (Container as a Service) an eine skalierbare Performance und Support für heterogene Umgebungen.

Wie sind Docker und Kubernetes entstanden?

Docker wurde erstmals im März 2013 unter einer Open Source Lizenz als Git Repository veröffentlicht und bestand aus lediglich etwa 1100 Zeilen Code. Dank einer Finanzierung durch mehr als 15 Millionen US-Dollar Risikokapital Anfang 2014 expandierte das verantwortliche Start-up und gewann in den folgenden zwölf Monaten eine so hohe Popularität und Zustimmung, dass es Red Hat Enterprise Linux in Betriebssystem und Repository aufnahm. Die Performance, Kompatibilität und die Sicherheit von Apps durch Container löste eine Problematik, die eine aufwendige Virtualisierung des gesamten Betriebssystems überflüssig machte.

Im Oktober 2014 begann Google damit, eine Alternative zu seinem Cloud System Borg zu entwickeln und gab ihm den Namen Kubernetes. Nachdem beinahe 400 Programmierer etwa ein Jahr daran gearbeitet hatten, veröffentlichte der Konzern es als Werkzeug zur Orchestrierung unter einer quelloffenen Lizenz, um seinen Einsatz öffentlich zu verbreiten. Die künftige Entwicklung übertrug er Mitte 2015 einer Stiftung unter dem Dach der Linux Foundation und stiftete zu diesem Zweck den gesamten Quellcode dieser Organisation.

Welche Kosten verursacht ein Einsatz von Docker und Kubernetes im Hosting?

Sowohl Docker als auch Kubernetes sind nach Open Source lizenziert und können deshalb gratis für private wie öffentliche oder kommerzielle Zwecke verwendet werden. Bei einer Installation auf der eigenen IT-Infrastruktur beziehungsweise Cloud entstehen deshalb keine direkten Lizenzgebühren. Allerdings verursacht dieser erhebliche Investitions- und Folgekosten für die erforderliche Hardware, Netzwerkanbindung und den Betrieb sowie für das Personal. Die Konfiguration von Kubernetes erfordert ein hohes Fachwissen, um die Orchestrierung von Cluster, Container und Apps sicher und ohne Komplikationen vorzunehmen.

Zu den Anbietern für Container über Kubernetes und Docker zählen führende Cloud Dienste wie die Google Cloud, Microsofts Azure, IBM's Cloud Container Service oder Amazon's Elastic Container Service (Amazon EKS). Darüber hinaus existieren zahlreiche kleinere Hosting Unternehmen, die sich auf Docker, Kubernetes und die Orchestrierung spezialisiert haben und ihren Kunden einen umfangreichen Support dafür anbieten. Die Abrechnung erfolgt fast ausschließlich über genutzte Rechenzeit und -kapazität, wobei die meisten Hoster im Rahmen abgestufter Pakete hohe Rabatte für eine garantierte Mindestabnahme gewähren.

Was sind die typischen Vor- und Nachteile eines Kubernetes und Docker Hosting?

Vorteile:

• Verbrauchsorientierte Abrechnung
• Extrem skalierbare Leistung
• Virtuelle High Performance Server mit z. B. 96 CPU und 640 GB RAM verfügbar
• Orchestrierung von Microservice, Cluster, Apps und Container meist kostenlos
• Keine Kosten für Installation oder Setup von Cluster
• Plattformübergreifende Portabilität von Apps und Container

Nachteile:

• Erfahrungen mit Docker und Kubernetes erforderlich
• Feste Pakete nur in Ausnahmen erhältlich
• Container in erster Linie für Microservice geeignet

Welche Anforderungen stellen Kubernetes und Docker an den Nutzer?

Bei entsprechendem Fachwissen ist die Verwendung von Docker und Kubernetes niedrigschwellig angelegt, da Testumgebungen mit einem kleinen Container, einer begrenzten Zahl von Apps und einer niedrigen Performance nur geringe Kosten verursachen. Allerdings benötigt der Schritt eine vorhergehende professionelle und gründliche Vorbereitung - im Unterschied zur Konfiguration einer virtuellen Maschine stellen die Erstellung von Apps in einem Container und deren Orchestrierung einen eigenen Anwendungsfall dar.

Was sind die Alternativen zu Kubernetes und Docker?

Nur wenige Lösungen bieten die Flexibilität von Kubernetes und Docker, wenn es um die Kombination aus Skalierbarkeit, Portabilität und Anpassung der Performance in Echtzeit geht. Allerdings existieren für jeden dieser Teilbereiche eigene Lösungen, die in ihrem Segment diesen ebenbürtig sind. Dazu zählen beispielsweise virtuelle Server als isolierte Umgebung oder Apps als SaaS Cloud Anwendungen auf nativer Hardware ohne Container. Kleine und mittelständische Betriebe profitieren wegen ihres niedrigeren Bedarfs häufig nur begrenzt von isolierten Apps und dynamischer Leistung, dafür entstehen ihnen höhere Kosten für Support und IT-Betreuung. Für sie bietet sich je nach Einsatzzweck häufig eher ein klassisches Hosting über traditionelle Angebote wie Webspace und dedizierte oder virtuelle Server an, das eine höhere Kostentransparenz und geringere Fachkenntnisse sowie Einarbeitung erfordert.

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