Verfügbarkeit: Kubernetes | Technische Universität München

Kubernetes: eine kompakte Einführung

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Bibliographische Detailangaben
Beteiligte Personen:	Burns, Brendan 1976- (VerfasserIn), Beda, Joe (VerfasserIn), Hightower, Kelsey (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch Englisch
Veröffentlicht:	Heidelberg dpunkt.verlag 2021
Ausgabe:	2., aktualisierte und erweiterte Auflage
Schlagwörter:	Container > Informatik Anwendungssoftware Entwurfsmuster Kubernetes Verteiltes System Softwareentwicklung google containers docker cloud raspberry-pi container borg-system devops continuous-delivery vm deplyoment redis virtual-machines compose Einführung
Links:	http://deposit.dnb.de/cgi-bin/dokserv?id=39fbbf0f75304fa899f6c85708d02761&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=032481233&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA
Umfang:	xix, 243 Seiten Illustrationen 24 cm x 16.5 cm
ISBN:	9783864908033 3864908035

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adam_text	VII INHALTSVERZEICHNIS VORWORT XV 1 EINFUEHRUNG 1 1.1 SCHNELLIGKEIT ....................................................................................................... 2 1.1.1 DER WERT DER IMMUTABILITAET ................................................................ 3 1.1.2 DEKLARATIVE KONFIGURATION .................................................................. 4 1.1.3 SELBSTHEILENDE SYSTEME ...................................................................... 5 1.2 IHREN SERVICE UND IHRE TEAMS SKALIEREN ........................................................... 6 1.2.1 ENTKOPPELN .......................................................................................... 6 1.2.2 EINFACHES SKALIEREN FUER ANWENDUNGEN UND CLUSTER ........................... 6 1.2.3 ENTWICKLUNGS-TEAMS MIT MICROSERVICES SKALIEREN ............................ 7 1.2.4 KONSISTENZ UND SKALIERUNG DURCH SEPARATION OF CONCERNS ............... 8 1.3 ABSTRAHIEREN SIE IHRE INFRASTRUKTUR ................................................................ 10 1.4 EFFIZIENZ .............................................................................................................. 11 1.5 ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................................. 12 2 CONTAINER ERSTELLEN UND AUSFUEHREN 13 2.1 CONTAINER-IMAGES ............................................................................................ 14 2.1.1 DAS DOCKER-IMAGE-FORMAT .............................................................. 15 2.2 ANWENDUNGS-IMAGES MIT DOCKER BAUEN ......................................................... 16 2.2.1 DOCKERFILES ........................................................................................ 16 2.2.2 DIE IMAGE-GROESSE OPTIMIEREN ............................................................ 18 2.2.3 SICHERHEIT VON IMAGES ....................................................................... 19 2.3 MULTISTAGE IMAGE BUILD ................................................................................... 20 2.4 IMAGES IN EINER REMOTE-REGISTRY ABLEGEN ....................................................... 22 2.5 DIE DOCKER CONTAINER RUNTIME ...................................................................... 23 2.5.1 CONTAINER MIT DOCKER AUSFUEHREN .....................................................23 2.5.2 DIE KUARD-ANWENDUNG ERFORSCHEN ...................................................23 2.5.3 DEN RESSOURCEN-EINSATZ BEGRENZEN ................................................ 24 2.6 AUFRAEUMEN .......................................................................................................25 2.7 ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................................ 25 VIII INHALTSVERZEICHNIS 3 EIN KUBERNETES-CLUSTER DEPLOYEN 27 3.1 KUBERNETES AUF EINEM OEFFENTLICHEN CLOUD-PROVIDER INSTALLIEREN ...................28 3.1.1 GOOGLE KUBERNETES ENGINE ..............................................................28 3.1.2 KUBERNETES MIT DEM AZURE KUBERNETES SERVICE INSTALLIEREN .... 28 3.1.3 KUBERNETES AUF DEN AMAZON WEB SERVICES INSTALLIEREN ................ 29 3.1.4 KUBERNETES MIT MINIKUBE LOKAL INSTALLIEREN ................................... 29 3.2 KUBERNETES IN DOCKER AUSFUEHREN .....................................................................30 3.3 KUBERNETES AUF DEM RASPBERRY PI AUSFUEHREN ................................................. 31 3.4 DER KUBERNETES-CLIENT ...................................................................................... 31 3.4.1 DEN CLUSTER-STATUS PRUEFEN ................................................................ 31 3.4.2 WORKER-KNOTEN IN KUBERNETES AUFLISTEN ........................................ 32 3.5 CLUSTER-KOMPONENTEN ......................................................................................34 3.5.1 KUBERNETES-PROXY ............................................................................. 35 3.5.2 KUBERNETES-DNS ................................................................................ 35 3.5.3 KUBERNETES-UI .................................................................................... 36 3.6 ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................................. 36 4 HAEUFIGE KUBECTL-BEFEHLE 37 4.1 NAMENSRAEUME .................................................................................................... 37 4.2 KONTEXTE ............................................................................................................ 37 4.3 OBJEKTE DER KUBERNETES-API ANZEIGEN ............................................................ 38 4.4 KUBERNETES-OBJEKTE ERSTELLEN, AKTUALISIEREN UND LOESCHEN .............................. 39 4.5 OBJEKTE MIT EINEM LABEL UND ANMERKUNGEN VERSEHEN ................................. 40 4.6 DEBUGGING-BEFEHLE ............................................................................................. 40 4.7 AUTOVERVOLLSTAENDIGEN VON BEFEHLEN ................................................................ 42 4.8 ALTERNATIVE MOEGLICHKEITEN ZUR KOMMUNIKATION MIT IHREM CLUSTER ............ 42 4.9 ZUSAMMENFASSUNG .............................................................................................43 5 PODS 45 5.1 PODS IN KUBERNETES .......................................................................................... 46 5.2 IN PODS DENKEN ................................................................................................. 46 5.3 DAS POD-MANIFEST ............................................................................................. 47 5.3.1 EINEN POD ERSTELLEN ...........................................................................48 5.3.2 EIN POD-MANIFEST SCHREIBEN .............................................................. 49 5.4 PODS STARTEN ........................................................................................................ 49 5.4.1 PODS AUFLISTEN .................................................................................... 50 5.4.2 POD-DETAILS ........................................................................................ 50 5.4.3 EINEN POD LOESCHEN ............................................................................. 51 INHALTSVERZEICHNIS IX 5.5 AUF IHREN POD ZUGREIFEN ....................................................................................52 5.5.1 PORT-FORWARDING EINSETZEN ................................................................ 52 5.5.2 MEHR INFORMATIONEN AUS LOGS ERHALTEN .......................................... 53 5.5.3 BEFEHLE IN IHREM CONTAINER MIT EXEC AUSFUEHREN ............................. 53 5.5.4 DATEIEN VON UND AUF CONTAINER KOPIEREN ........................................ 53 5.6 HEALTH-CHECKS ...................................................................................................54 5.6.1 LIVENESS-PROBE ................................................................................. 54 5.6.2 READINESS-PROBE ...............................................................................56 5.6.3 ARTEN VON HEALTH-CHECKS ................................................................56 5.7 RESSOURCEN-MANAGEMENT .................................................................................56 5.7.1 RESSOURCEN-ANFORDERUNGEN: MINIMAL NOTWENDIGE RESSOURCEN ........................................................................................ 57 5.7.2 DEN RESSOURCEN-EINSATZ DURCH GRENZEN BESCHRAENKEN ..................59 5.8 DATEN MIT VOLUMES PERSISTIEREN ......................................................................60 5.8.1 VOLUMES IN PODS DEFINIEREN .............................................................. 60 5.8.2 VOLUMES IN PODS NUTZEN .................................................................. 61 5.8.3 DATEN AUF REMOTE-SPEICHER PERSISTIEREN ........................................ 62 5.9 FUEGEN SIE ALLES ZUSAMMEN ............................................................................... 62 5.10 ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................................64 6 LABELS UND ANMERKUNGEN 65 6.1 LABELS ................................................................................................................ 65 6.1.1 LABELS ANWENDEN ............................................................................... 67 6.1.2 LABELS ANPASSEN ................................................................................. 70 6.1.3 LABEL-SELEKTOREN ............................................................................... 71 6.1.4 LABEL-SELEKTOREN IN API-OBJEKTEN ................................................... 73 6.1.5 LABELS IN DER ARCHITEKTUR VON KUBERNETES ...................................... 73 6.2 ANMERKUNGEN ................................................................................................... 74 6.2.1 ANMERKUNGEN DEFINIEREN .................................................................. 75 6.3 AUFRAEUMEN ....................................................................................................... 76 6.4 ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................................ 76 7 SERVICE-DISCOVERY 77 7.1 WAS IST SERVICE-DISCOVERY? ............................................................................... 77 7.2 DAS SERVICE-OBJEKT .......................................................................................... 78 7.2.1 SERVICE-DNS ...................................................................................... 80 7.2.2 READINESS-CHECKS ............................................................................. 81 7.3 UEBER DAS CLUSTER HINAUSSCHAUEN .................................................................... 83 7.4 CLOUD-INTEGRATION ............................................................................................ 84 X INHALTSVERZEICHNIS 7.5 WEITERE DETAILS ................................................................................................. 85 7.5.1 ENDPUNKTE ........................................................................................... 85 7.5.2 MANUELLE SERVICE-DISCOVERY .............................................................. 86 7.5.3 KUBE-PROXY UND CLUSTER-IPS ..............................................................87 7.5.4 UMGEBUNGSVARIABLEN ZUR CLUSTER-IP ................................................. 88 7.6 MIT ANDEREN UMGEBUNGEN VERBINDEN .............................................................. 89 7.7 AUFRAEUMEN ........................................................................................................90 7.8 ZUSAMMENFASSUNG .............................................................................................90 8 HTTP LOAD BALANCING MIT INGRESS 91 8.1 INGRESS-SPEC VERSUS INGRESS-CONTROLLER ............................................................ 92 8.2 CONTOUR INSTALLIEREN ........................................................................................... 93 8.2.1 DNS KONFIGURIEREN ...........................................................................94 8.2.2 EINE LOKALE HOSTS-DATEI KONFIGURIEREN ............................................94 8.3 INGRESS VERWENDEN ............................................................................................. 95 8.3.1 EINFACHSTE ANWENDUNG ..................................................................... 95 8.3.2 HOSTNAMEN VERWENDEN ..................................................................... 96 8.3.3 PFADE VERWENDEN ................................................................................ 97 8.3.4 AUFRAEUMEN ........................................................................................ 98 8.4 FORTGESCHRITTENERE THEMEN UND PROBLEME MIT INGRESS ................................. 98 8.4.1 MEHRERE INGRESS-CONTROLLER LAUFEN LASSEN ........................................ 99 8.4.2 MEHRERE INGRESS-OBJEKTE .................................................................. 99 8.4.3 INGRESS UND NAMENSRAEUME ..............................................................99 8.4.4 PATH REWRITING ................................................................................100 8.4.5 TLS ....................................................................................................100 8.5 ALTERNATIVE INGRESS-IMPLEMENTIERUNGEN .......................................................102 8.6 DIE ZUKUNFT VON INGRESS ................................................................................ 103 8.7 ZUSAMMENFASSUNG ........................................................................................... 103 9 REPLICASETS 105 9.1 RECONCILIATION-SCHLEIFEN ..................................................................................106 9.2 DIE VERBINDUNG ZWISCHEN PODS UND REPLICASETS ........................................106 9.2.1 BESTEHENDE CONTAINER UEBERNEHMEN ............................................... 107 9.2.2 CONTAINER IN QUARANTAENE STECKEN ................................................. 107 9.3 MIT REPLICASETS DESIGNEN ................................................................................ 108 9.4 SPEZIFIKATION EINES REPLICASETS ....................................................................... 108 9.4.1 POD-TEMPLATES ................................................................................ 108 9.4.2 LABELS ...............................................................................................109 9.5 EIN REPLICASET ERSTELLEN ..................................................................................109 INHALTSVERZEICHNIS XI 9.6 EIN REPLICASET UNTERSUCHEN ...........................................................................110 9.6.1 EIN REPLICASET UEBER EINEN POD FINDEN ..........................................110 9.6.2 EINE GRUPPE VON PODS FUER EIN REPLICASET FINDEN ......................... 111 9.7 REPLICASETS SKALIEREN ...................................................................................... 111 9.7.1 IMPERATIVES SKALIEREN MIT KUBECTL SCALE ........................................ 111 9.7.2 DEKLARATIVES SKALIEREN MIT KUBECTL APPY ......................................112 9.7.3 EIN REPLICASET AUTOMATISCH SKALIEREN .......................................... 113 9.8 REPLICASETS LOESCHEN ........................................................................................114 9.9 ZUSAMMENFASSUNG ...........................................................................................114 10 DEPLOYMENTS 115 10.1 IHR ERSTES DEPLOYMENT ....................................................................................116 10.1.1 DEPLOYMENT-INTERNA .......................................................................116 10.2 DEPLOYMENTS ERSTELLEN .................................................................................... 118 10.3 DEPLOYMENTS VERWALTEN ..................................................................................119 10.4 DEPLOYMENTS AKTUALISIEREN .............................................................................120 10.4.1 EIN DEPLOYMENT SKALIEREN ..............................................................120 10.4.2 EIN CONTAINER-IMAGE AKTUALISIEREN ............................................... 121 10.4.3 ROLLOUT-HISTORY ...............................................................................122 10.5 DEPLOYMENT-STRATEGIEN .................................................................................. 125 10.5.1 RECREATE-STRATEGIE ........................................................................... 125 10.5.2 ROLLINGUPDATE-STRATEGIE ................................................................ 125 10.5.3 ROLLOUTS VERLANGSAMEN, UM DIE SERVICE-QUALITAET SICHERZUSTELLEN ..................................................................................129 10.6 EIN DEPLOYMENT LOESCHEN ............................................................................... 131 10.7 EIN DEPLOYMENT UEBERWACHEN ......................................................................... 131 10.8 ZUSAMMENFASSUNG .......................................................................................... 131 11 DAEMONSETS 133 11.1 DER DAEMONSET-SCHEDULER .............................................................................134 11.2 DAEMONSETS ERSTELLEN ...................................................................................... 135 11.3 DAEMONSETS AUF BESTIMMTE KNOTEN BESCHRAENKEN ........................................ 137 11.3.1 KNOTEN MIT LABELS VERSEHEN ............................................................ 137 11.3.2 KNOTEN-SELEKTOREN ........................................................................... 137 11.4 EIN DAEMONSET AKTUALISIEREN .........................................................................139 11.4.1 ROLLIERENDES UPDATE EINES DAEMONSET ...........................................139 11.5 EIN DAEMONSET LOESCHEN .................................................................................140 11.6 ZUSAMMENFASSUNG ..........................................................................................140 XII INHALTSVERZEICHNIS 12 JOBS 141 12.1 DAS JOB-OBJEKT ............................................................................................... 141 12.2 JOB-MUSTER ......................................................................................................142 12.2.1 EINMALIG ...........................................................................................142 12.2.2 PARALLELISM ......................................................................................... 147 12.2.3 WORK-QUEUES ..................................................................................149 12.3 CRONJOBS .......................................................................................................... 153 12.4 ZUSAMMENFASSUNG ........................................................................................... 154 13 CONFIGMAPS UND SECRETS 155 13.1 CONFIGMAPS ...................................................................................................... 155 13.1.1 CONFIGMAPS ERSTELLEN ..................................................................... 155 13.1.2 EINE CONFIGMAP VERWENDEN ..........................................................156 13.2 SECRETS ...............................................................................................................160 13.2.1 SECRETS ERSTELLEN ................................................................................160 13.2.2 SECRETS KONSUMIEREN .......................................................................162 13.2.3 PRIVATE DOCKER-REGISTRIES ..............................................................163 13.3 NAMENSBESCHRAENKUNGEN ................................................................................164 13.4 CONFIGMAPS UND SECRETS MANAGEN ................................................................ 165 13.4.1 AUSGABE ........................................................................................... 165 13.4.2 ERSTELLEN ...........................................................................................166 13.4.3 AKTUALISIEREN ....................................................................................166 13.5 ZUSAMMENFASSUNG ........................................................................................... 168 14 ROLE-BASED ACCESS CONTROL FUER KUBERNETES 169 14.1 ROLE-BASED ACCESS CONTROL .........................................................................170 14.1.1 IDENTITAET IN KUBERNETES ...................................................................170 14.1.2 ROLLEN UND ROLE BINDINGS VERSTEHEN ............................................. 171 14.1.3 ROLLEN UND ROLE BINDINGS IN KUBERNETES ...................................... 171 14.2 TECHNIKEN ZUR ARBEIT MIT RBAC ...................................................................174 14.2.1 DIE AUTORISIERUNG MIT CAN-I TESTEN .................................................174 14.2.2 RBAC IN DER VERSIONSVERWALTUNG MANAGEN ................................. 175 14.3 FORTGESCHRITTENE TECHNIKEN ...........................................................................175 14.3.1 CLUSTER-ROLLEN AGGREGIEREN ............................................................ 175 14.3.2 GRUPPEN FUER BINDINGS VERWENDEN .................................................176 14.4 ZUSAMMENFASSUNG ........................................................................................... 177 INHALTSVERZEICHNIS XIII 15 STORAGE-LOESUNGEN IN KUBERNETES INTEGRIEREN 179 15.1 EXTERNE SERVICES IMPORTIEREN .........................................................................180 15.1.1 SERVICES OHNE SELEKTOREN ................................................................ 181 15.1.2 GRENZEN FUER EXTERNE SERVICES: HEALTH-CHECKING ........................... 183 15.2 ZUVERLAESSIGE SINGLETONS AUSFUEHREN ................................................................ 183 15.2.1 EIN MYSQL-SINGLETON AUSFUEHREN ...................................................184 15.2.2 DYNAMISCHES VOLUME-PROVISIONING ............................................... 187 15.3 KUBERNETES-EIGENES STORAGE MIT STATEFULSETS .................................................189 15.3.1 EIGENSCHAFTEN VON STATEFULSETS ....................................................... 189 15.3.2 MANUELL REPLIZIERTE MONGODB MIT STATEFULSETS ...........................189 15.3.3 DAS MONGODB-CLUSTER AUTOMATISCH ERSTELLEN .............................192 15.3.4 PERSISTENTE VOLUMES UND STATEFULSETS ............................................ 195 15.3.5 ZUM ABSCHLUSS: READINESS-PROBEN ...............................................196 15.4 ZUSAMMENFASSUNG ..........................................................................................196 16 KUBERNETES ERWEITERN 197 16.1 WAS BEDEUTET DAS ERWEITERN VON KUBERNETES? ............................................ 197 16.2 ERWEITERUNGSPUNKTE ........................................................................................ 198 16.3 PATTERNS FUER CUSTOM RESOURCES .................................................................... 206 16.3.1 JUST DATA .......................................................................................... 206 16.3.2 COMPILER .......................................................................................... 207 16.3.3 OPERATOR .......................................................................................... 207 16.3.4 DER EINSTIEG ...................................................................................... 208 16.4 ZUSAMMENFASSUNG .......................................................................................... 208 17 REALE ANWENDUNGEN DEPLOYEN 209 17.1 JUPYTER ............................................................................................................ 209 17.2 PARSE ................................................................................................................211 17.2.1 VORAUSSETZUNGEN .............................................................................211 17.2.2 DEN PARSE-SERVER BAUEN ..................................................................211 17.2.3 DEN PARSE-SERVER DEPLOYEN ........................................................... 212 17.2.4 PARSE TESTEN ...................................................................................... 213 17.3 GHOST .............................................................................................................. 213 17.3.1 GHOST KONFIGURIEREN ...................................................................... 214 17.4 REDIS ................................................................................................................ 217 17.4.1 REDIS KONFIGURIEREN ........................................................................ 217 17.4.2 EINEN REDIS-SERVICE ERSTELLEN ......................................................... 219 17.4.3 REDIS DEPLOYEN ............................................................................... 219 17.4.4 MIT UNSEREM REDIS-CLUSTER EXPERIMENTIEREN ...............................221 17.5 ZUSAMMENFASSUNG .......................................................................................... 222 XIV INHALTSVERZEICHNIS 18 ORGANISIEREN SIE IHRE ANWENDUNG 223 18.1 LEITPRINZIPIEN ................................................................................................. 223 18.1.1 DATEISYSTEME ALS SOURCE OF TRUTH ................................................... 223 18.1.2 DIE ROLLE DES CODE REVIEWS .......................................................... 224 18.1.3 FEATURE GATES UND GUARDS .............................................................. 225 18.2 IHRE ANWENDUNG IN DER VERSIONSVERWALTUNG MANAGEN ................................ 226 18.2.1 STRUKTUR IM DATEISYSTEM ................................................................ 226 18.2.2 REGELMAESSIGE VERSIONEN MANAGEN ................................................. 227 18.3 IHRE ANWENDUNG FUER ENTWICKLUNG, TESTEN UND DEPLOYMENT STRUKTURIEREN ................................................................................................... 229 18.3.1 ZIELE ................................................................................................. 229 18.3.2 VERLAUF EINES RELEASES .................................................................... 230 18.4 IHRE ANWENDUNG DURCH TEMPLATES PARAMETRISIEREN ................................... 231 18.4.1 MIT HELM UND TEMPLATES PARAMETRISIEREN ................................... 231 18.4.2 DATEISYSTEM-LAYOUT ZUR PARAMETRISIERUNG ................................... 232 18.5 IHRE ANWENDUNG WELTWEIT DEPLOYEN .............................................................. 233 18.5.1 ARCHITEKTUREN FUER EIN WELTWEITES DEPLOYMENT ............................. 233 18.5.2 EIN WELTWEITES DEPLOYMENT IMPLEMENTIEREN ............................... 234 18.5.3 DASHBOARDS UND MONITORING FUER WELTWEITE DEPLOYMENTS .... 236 18.6 ZUSAMMENFASSUNG ........................................................................................... 236 INDEX 237
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