Availability: Kubernetes | Technische Universität München

Kubernetes: eine kompakte Einführung

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Bibliographic Details
Main Authors:	Burns, Brendan 1976- (Author), Beda, Joe (Author), Hightower, Kelsey (Author), Evenson, Lachlan (Author)
Other Authors:	Demmig, Thomas (Translator)
Format:	Book
Language:	German English
Published:	Heidelberg dpunkt 2023
Edition:	3., aktualisierte und erweiterte Auflage
Subjects:	Container > Informatik Softwareentwicklung Kubernetes Anwendungssoftware Entwurfsmuster Verteiltes System google borg-system cloud compose container continuous-delivery deplyoment devops docker raspberry-pi redis virtual-machines vm Einführung
Links:	http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=034102393&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA
Physical Description:	xxi, 308 Seiten Illustrationen 24 cm x 16.5 cm
ISBN:	9783864909597 3864909597

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adam_text	VII INHALT EINLEITUNG XVII 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 CLOUD-NATIVES OEKOSYSTEM . 12 1.6 ZUSAMMENFASSUNG . 13 2 CONTAINER ERSTELLEN UND AUSFUEHREN 15 2.1 CONTAINER-IMAGES . 16 2.2 ANWENDUNGS-IMAGES MIT DOCKER BAUEN . 18 2.2.1 DOCKERFILES . 18 2.2.2 DIE IMAGE-GROESSE OPTIMIEREN . 20 2.2.3 SICHERHEIT VON IMAGES . 21 2.3 MULTISTAGE IMAGE BUILD . 22 2.4 IMAGES IN EINER REMOTE-REGISTRY ABLEGEN . 24 2.5 DIE DOCKER CONTAINER RUNTIME . 25 2.5.1 CONTAINER MIT DOCKER AUSFUEHREN . 26 2.5.2 DIE KUARD-AN WENDUNG ERFORSCHEN . 26 2.5.3 DEN RESSOURCEN-EINSATZ BEGRENZEN . 26 VIII INHALT 2.6 AUFRAEUMEN . 27 2.7 ZUSAMMENFASSUNG . 28 3 EIN KUBERNETES-CLUSTER DEPLOYEN 29 3.1 KUBERNETES AUF EINEM OEFFENTLICHEN CLOUD-PROVIDER INSTALLIEREN . 30 3.1.1 GOOGLE KUBERNETES ENGINE .30 3.1.2 KUBERNETES MIT DEM AZURE KUBERNETES SERVICE INSTALLIEREN .30 3.1.3 KUBERNETES AUF DEN AMAZON WEB SERVICES INSTALLIEREN . 31 3.1.4 KUBERNETES MIT MINIKUBE LOKAL INSTALLIEREN . 31 3.2 KUBERNETES IN DOCKER AUSFUEHREN .32 3.3 DER KUBERNETES-CLIENT . 33 3.3.1 DEN CLUSTER-STATUS PRUEFEN . 33 3.3.2 WORKER-KNOTEN IN KUBERNETES AUFLISTEN . 34 3.4 CLUSTER-KOMPONENTEN . 36 3.4.1 KUBERNETES-PROXY . 36 3.4.2 KUBERNETES-DNS . 37 3.4.3 KUBERNETES-UL . 37 3.5 ZUSAMMENFASSUNG . 37 4 HAEUFIGE KUBECTL-BEFEHLE 39 4.1 NAMENSRAEUME . 39 4.2 KONTEXTE . 39 4.3 OBJEKTE DER KUBERNETES-API ANZEIGEN . 40 4.4 KUBERNETES-OBJEKTE ERSTELLEN, AKTUALISIEREN UND LOESCHEN . 41 4.5 OBJEKTE MIT EINEM LABEL UND ANMERKUNGEN VERSEHEN . 42 4.6 DEBUGGING-BEFEHLE .43 4.7 CLUSTER-MANAGEMENT . 44 4.8 AUTOVERVOLLSTAENDIGEN VON BEFEHLEN . 45 4.9 ALTERNATIVE MOEGLICHKEITEN ZUR KOMMUNIKATION MIT IHREM CLUSTER .45 4.10 ZUSAMMENFASSUNG . 46 5 PODS 47 5.1 PODS IN KUBERNETES . 48 5.2 IN PODS DENKEN . 48 5.3 DAS POD-MANIFEST . 49 5.3.1 EINEN POD ERSTELLEN .50 5.3.2 EIN POD-MANIFEST SCHREIBEN . 50 INHALT IX 5.4 PODS STARTEN . 51 5.4.1 PODS AUFLISTEN . 52 5.4.2 POD-DETAILS . 52 5.4.3 EINEN POD LOESCHEN . 53 5.5 AUF IHREN POD ZUGREIFEN . 54 5.5.1 MEHR INFORMATIONEN AUS LOGS ERHALTEN . 54 5.5.2 BEFEHLE IN IHREM CONTAINER MIT EXEC AUSFUEHREN . 55 5.5.3 DATEIEN VON UND AUF CONTAINER KOPIEREN . 55 5.6 HEALTH-CHECKS . 55 5.6.1 LIVENESS-PROBE . 56 5.6.2 READINESS-PROBE . 57 5.6.3 STARTUP-PROBE . 57 5.6.4 AUSGEFEILTERE PROBEN-KONFIGURATION . 58 5.6.5 ANDERE ARTEN VON HEALTH-CHECKS . 58 5.7 RESSOURCEN-MANAGEMENT . 58 5.7.1 RESSOURCEN-ANFORDERUNGEN: MINIMAL NOTWENDIGE RESSOURCEN . 59 5.7.2 DEN RESSOURCEN-EINSATZ DURCH GRENZEN BESCHRAENKEN . 61 5.8 DATEN MIT VOLUMES PERSISTIEREN . 62 5.8.1 VOLUMES IN PODS DEFINIEREN . 62 5.8.2 VOLUMES IN PODS NUTZEN . 63 5.9 FUEGEN SIE ALLES ZUSAMMEN . 64 5.10 ZUSAMMENFASSUNG . 66 6 LABELS UND ANMERKUNGEN 67 6.1 LABELS . 67 6.1.1 LABELS ANWENDEN . 68 6.1.2 LABELS ANPASSEN . 70 6.1.3 LABEL-SELEKTOREN . 70 6.1.4 LABEL-SELEKTOREN IN API-OBJEKTEN . 72 6.1.5 LABELS IN DER ARCHITEKTUR VON KUBERNETES . 73 6.2 ANMERKUNGEN . 73 6.3 AUFRAEUMEN . 75 6.4 ZUSAMMENFASSUNG . 75 7 SERVICE-DISCOVERY 77 7.1 WAS IST SERVICE-DISCOVERY? . 77 7.2 DAS SERVICE-OBJEKT . 78 7.2.1 SERVICE-DNS . 79 7.2.2 READINESS-CHECKS . 80 X INHALT 7.3 UEBER DAS CLUSTER HINAUSSCHAUEN . 82 7.4 LOAD-BALANCER-INTEGRATION . 83 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 7.6.1 MIT EINER RESSOURCE AUSSERHALB EINES CLUSTERS VERBINDEN . 89 7.6.2 EXTERNE RESSOURCEN MIT SERVICES INNERHALB EINES CLUSTERS VERBINDEN . 90 7.7 AUFRAEUMEN .90 7.8 ZUSAMMENFASSUNG . 91 8 HTTP LOAD BALANCING MIT INGRESS 93 8.1 INGRESS-SPEC VERSUS INGRESS-CONTROLLER .94 8.2 CONTOUR INSTALLIEREN . 95 8.2.1 DNS KONFIGURIEREN . 96 8.2.2 EINE LOKALE HOSTS-DATEI KONFIGURIEREN . 96 8.3 INGRESS VERWENDEN . 97 8.3.1 EINFACHSTE ANWENDUNG . 97 8.3.2 HOSTNAMEN VERWENDEN . 98 8.3.3 PFADE VERWENDEN . 100 8.3.4 AUFRAEUMEN . 101 8.4 FORTGESCHRITTENERE THEMEN UND PROBLEME MIT INGRESS . 101 8.4.1 MEHRERE INGRESS-CONTROLLER LAUFEN LASSEN . 101 8.4.2 MEHRERE INGRESS-OBJEKTE . 102 8.4.3 INGRESS UND NAMENSRAEUME . 102 8.4.4 PATH REWRITING . 103 8.4.5 TLS . 103 8.5 ALTERNATIVE INGRESS-IMPLEMENTIERUNGEN . 104 8.6 DIE ZUKUNFT VON INGRESS . 105 8.7 ZUSAMMENFASSUNG . 106 9 REPLICASETS 107 9.1 RECONCILIATION-SCHLEIFEN . 108 9.2 DIE VERBINDUNG ZWISCHEN PODS UND REPLICASETS . 108 9.2.1 BESTEHENDE CONTAINER UEBERNEHMEN .109 9.2.2 CONTAINER IN QUARANTAENE STECKEN . 109 9.3 MIT REPLICASETS DESIGNEN .109 INHALT XI 9.4 SPEZIFIKATION EINES REPLICASETS . 110 9.4.1 POD-TEMPLATES . 110 9.4.2 LABELS . 111 9.5 EIN REPLICASET ERSTELLEN . 111 9.6 EIN REPLICASET UNTERSUCHEN . 112 9.6.1 EIN REPLICASET UEBER EINEN POD FINDEN . 112 9.6.2 EINE GRUPPE VON PODS FUER EIN REPLICASET FINDEN . 113 9.7 REPLICASETS SKALIEREN . 113 9.7.1 IMPERATIVES SKALIEREN MIT KUBECTL SCALE . 113 9.7.2 DEKLARATIVES SKALIEREN MIT KUBECTL APPY . 114 9.7.3 EIN REPLICASET AUTOMATISCH SKALIEREN . 115 9.8 REPLICASETS LOESCHEN . 116 9.9 ZUSAMMENFASSUNG . 116 10 DEPLOYMENTS 117 10.1 IHR ERSTES DEPLOYMENT . 118 10.2 DEPLOYMENTS ERSTELLEN . 120 10.3 DEPLOYMENTS VERWALTEN . 121 10.4 DEPLOYMENTS AKTUALISIEREN . 122 10.4.1 EIN DEPLOYMENT SKALIEREN . 122 10.4.2 EIN CONTAINER-IMAGE AKTUALISIEREN . 123 10.4.3 ROLLOUT-HISTORY . 124 10.5 DEPLOYMENT-STRATEGIEN . 127 10.5.1 RECREATE-STRATEGIE . 127 10.5.2 ROLLINGUPDATE-STRATEGIE . 127 10.5.3 ROLLOUTS VERLANGSAMEN, UM DIE SERVICE-QUALITAET SICHERZUSTELLEN . 130 10.6 EIN DEPLOYMENT LOESCHEN . 132 10.7 EIN DEPLOYMENT UEBERWACHEN . 133 10.8 ZUSAMMENFASSUNG . 133 11 DAEMONSETS 135 11.1 DER DAEMONSET-SCHEDULER . 136 11.2 DAEMONSETS ERSTELLEN . 137 11.3 DAEMONSETS AUF BESTIMMTE KNOTEN BESCHRAENKEN . 139 11.3.1 KNOTEN MIT LABELS VERSEHEN . 139 11.3.2 KNOTEN-SELEKTOREN . 139 11.4 EIN DAEMONSET AKTUALISIEREN . 141 11.5 EIN DAEMONSET LOESCHEN . 142 11.6 ZUSAMMENFASSUNG . 142 XII INHALT 12 JOBS 143 12.1 DAS JOB-OBJEKT . 143 12.2 JOB-MUSTER . 144 12.2.1 EINMALIG . 144 12.2.2 PARALLELISM . 149 12.2.3 WORK-QUEUES . 150 12.3 CRONJOBS . 154 12.4 ZUSAMMENFASSUNG .155 13 CONFIGMAPS UND SECRETS 157 13.1 CONFIGMAPS . 157 13.1.1 CONFIGMAPS ERSTELLEN . 157 13.1.2 EINE CONFIGMAP VERWENDEN . 158 13.2 SECRETS . 161 13.2.1 SECRETS ERSTELLEN . 162 13.2.2 SECRETS KONSUMIEREN . 163 13.2.3 PRIVATE DOCKER-REGISTRIES . 164 13.3 NAMENSBESCHRAENKUNGEN . 165 13.4 CONFIGMAPS UND SECRETS MANAGEN .166 13.4.1 AUSGABE . 166 13.4.2 ERSTELLEN . 167 13.4.3 AKTUALISIEREN . 167 13.5 ZUSAMMENFASSUNG . 169 14 ROLE-BASED ACCESS CONTROL FUER KUBERNETES 171 14.1 ROLE-BASED ACCESS CONTROL . 172 14.1.1 IDENTITAET IN KUBERNETES . 172 14.1.2 ROLLEN UND ROLE BINDINGS VERSTEHEN . 173 14.1.3 ROLLEN UND ROLE BINDINGS IN KUBERNETES . 174 14.2 TECHNIKEN ZUR ARBEIT MIT RBAC . 176 14.2.1 DIE AUTORISIERUNG MIT CAN-I TESTEN . 176 14.2.2 RBAC IN DER VERSIONSVERWALTUNG MANAGEN . 177 14.3 FORTGESCHRITTENE TECHNIKEN . 177 14.3.1 CLUSTER-ROLLEN AGGREGIEREN . 177 14.3.2 GRUPPEN FUER BINDINGS VERWENDEN . 178 14.4 ZUSAMMENFASSUNG . 179 15 SERVICE MESHES 181 15.1 VERSCHLUESSELUNG UND AUTHENTIFIZIERUNG MIT MUTUAL TLS . 182 15.2 TRAFFIC SHAPING . 182 15.3 INTROSPECTION . 183 INHALT XIII 15.4 BRAUCHEN SIE WIRKLICH EIN SERVICE MESH? . 184 15.5 INTROSPECTION EINER SERVICE-MESH-IMPLEMENTIERUNG . 184 15.6 SERVICE-MESH-LANDSCHAFT . 185 15.7 ZUSAMMENFASSUNG . 186 16 STORAGE-LOESUNGEN IN KUBERNETES INTEGRIEREN 187 16.1 EXTERNE SERVICES IMPORTIEREN . 188 16.1.1 SERVICES OHNE SELEKTOREN . 189 16.1.2 GRENZEN FUER EXTERNE SERVICES: HEALTH-CHECKING . 191 16.2 ZUVERLAESSIGE SINGLETONS AUSFUEHREN . 191 16.2.1 EIN MYSQL-SINGLETON AUSFUEHREN . 192 16.2.2 DYNAMISCHES VOLUME-PROVISIONING . 195 16.3 KUBERNETES-EIGENES STORAGE MIT STATEFULSETS . 197 16.3.1 EIGENSCHAFTEN VON STATEFULSETS . 197 16.3.2 MANUELL REPLIZIERTE MONGODB MIT STATEFULSETS . 197 16.3.3 DAS MONGODB-CLUSTER AUTOMATISCH ERSTELLEN . 200 16.3.4 PERSISTENTE VOLUMES UND STATEFULSETS . 203 16.3.5 ZUM ABSCHLUSS: READINESS-PROBEN . 204 16.4 ZUSAMMENFASSUNG . 204 17 KUBERNETES ERWEITERN 205 17.1 WAS BEDEUTET DAS ERWEITERN VON KUBERNETES? . 205 17.2 ERWEITERUNGSPUNKTE . 206 17.3 PATTERNS FUER CUSTOM RESOURCES . 214 17.3.1 JUST DATA . 214 17.3.2 COMPILER . 215 17.3.3 OPERATOR . 215 17.3.4 DER EINSTIEG . 216 17.4 ZUSAMMENFASSUNG . 216 18 KUBERNETES UEBER PROGRAMMIERSPRACHEN STEUERN 217 18.1 DIE KUBERNETES-API AUS SICHT EINES CLIENTS . 217 18.1.1 OPEN API UND GENERIERTE CLIENT-BIBLIOTHEKEN . 218 18.1.2 ABER WAS IST MIT KUBECTL X? . 218 18.2 MIT DER KUBERNETES-API PROGRAMMIEREN . 219 18.2.1 DIE CLIENT-BIBLIOTHEKEN INSTALLIEREN . 219 18.2.2 GEGEN DIE KUBERNETES-API AUTHENTIFIZIEREN . 220 18.2.3 ZUGRIFF AUF DIE KUBERNETES-API . 221 18.2.4 FUEHREN WIR DIE EINZELTEILE ZUSAMMEN: PODS IN PYTHON, JAVA UND .NET AUFLISTEN UND ERZEUGEN . 222 XIV INHALT 18.2.5 OBJEKTE ERSTELLEN UND PATCHEN . 224 18.2.6 KUBERNETES-APIS AUF AENDERUNGEN BELAUSCHEN . 226 18.2.7 MIT PODS INTERAGIEREN . 228 18.3 ZUSAMMENFASSUNG . 230 19 ANWENDUNGEN IN KUBERNETES ABSICHERN 231 19.1 SECURITYCONTEXT VERSTEHEN . 231 19.1.1 HERAUSFORDERUNGEN BEIM SECURITYCONTEXT . 237 19.2 POD SECURITY . 238 19.2.1 WAS IST POD SECURITY . 238 19.2.2 POD-SECURITY-STANDARDS ANWENDEN . 239 19.3 MANAGEN VON SERVICE-ACCOUNTS . 242 19.4 ROLE-BASED ACCESS CONTROL . 242 19.5 RUNTIMECLASS . 243 19.6 NETWORKPOLICY . 244 19.7 SERVICE MESH . 248 19.8 SECURITY-BENCHMARK-TOOLS . 248 19.9 IMAGE-SICHERHEIT . 249 19.10 ZUSAMMENFASSUNG . 250 20 POLICY UND GOVERNANCE FUER KUBERNETES-CLUSTER 251 20.1 WARUM POLICY UND GOVERNANCE WICHTIG SIND . 251 20.2 GENEHMIGUNGSABLAUF . 252 20.3 POLICY UND GOVERNANCE MIT GATEKEEPER . 253 20.3.1 WAS IST DER OPEN POLICY AGENT? . 254 20.3.2 GATEKEEPER INSTALLIEREN . 254 20.3.3 POLICIES KONFIGURIEREN . 256 20.3.4 CONSTRAINT TEMPLATES VERSTEHEN . 259 20.3.5 CONSTRAINTS ERSTELLEN . 259 20.3.6 AUDIT . 260 20.3.7 MUTATION . 262 20.3.8 DATENREPLIKATION . 264 20.3.9 METRIKEN . 266 20.3.10 POLICY-BIBLIOTHEK . 266 20.4 ZUSAMMENFASSUNG . 266 21 ANWENDUNGEN AUF MEHRERE CLUSTER DEPLOYEN 267 21.1 BEVOR SIE UEBERHAUPT ANFANGEN . 268 21.2 GANZ OBEN MIT EINEM LOAD-BALANCING-ANSATZ BEGINNEN . 270 INHALT XV 21.3 ANWENDUNGEN FUER MEHRERE CLUSTER BAUEN . 271 21.3.1 REPLIZIERTE SILOS: DAS EINFACHSTE REGIONS UEBERGREIFENDE MODELL . 273 21.3.2 SHARDING: REGIONALE DATEN . 274 21.3.3 MEHR FLEXIBILITAET: MICROSERVICE ROUTING . 275 21.4 ZUSAMMENFASSUNG . 276 22 ORGANISIEREN SIE IHRE ANWENDUNG 277 22.1 LEITPRINZIPIEN . 277 22.1.1 DATEISYSTEME ALS SOURCE OF TRUTH . 277 22.1.2 DIE ROLLE DES CODE-REVIEWS . 278 22.1.3 FEATURE GATES . 279 22.2 IHRE ANWENDUNG IN DER VERSIONSVERWALTUNG MANAGEN . 280 22.2.1 STRUKTUR IM DATEISYSTEM . 280 22.2.2 REGELMAESSIGE VERSIONEN MANAGEN . 281 22.3 IHRE ANWENDUNG FUER ENTWICKLUNG, TESTEN UND DEPLOYMENT STRUKTURIEREN . 283 22.3.1 ZIELE . 283 22.3.2 VERLAUF EINES RELEASES . 284 22.4 IHRE ANWENDUNG DURCH TEMPLATES PARAMETRISIEREN . 286 22.4.1 MIT HELM UND TEMPLATES PARAMETRISIEREN . 286 22.4.2 DATEISYSTEM-LAYOUT ZUR PARAMETRISIERUNG . 287 22.5 IHRE ANWENDUNG WELTWEIT DEPLOYEN . 287 22.5.1 ARCHITEKTUREN FUER EIN WELTWEITES DEPLOYMENT . 288 22.5.2 EIN WELTWEITES DEPLOYMENT IMPLEMENTIEREN . 289 22.5.3 DASHBOARDS UND MONITORING FUER WELTWEITE DEPLOYMENTS . 290 22.6 ZUSAMMENFASSUNG . 291 A EIN EIGENES KUBERNETES-CLUSTER BAUEN 293 A.L TEILELISTE . 293 A.2 IMAGES FLASHEN . 294 A.3 ERSTES BOOTEN: MASTER . 295 A.3.1 DAS NETZWERK EINRICHTEN . 295 A.3.2 EINE CONTAINER RUNTIME INSTALLIEREN . 298 A.3. 3 KUBERNETES INSTALLIEREN . 299 A.3.4 DAS CLUSTER AUFSETZEN . 299 A.4 ZUSAMMENFASSUNG . 300 INDEX 301
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