Was sind Container?

Container sind eine natürliche Weiterentwicklung virtueller Maschinen zur effizienten Nutzung verfügbarer Hardware-Ressourcen. Da ein Container in vielen Fällen lediglich einen kleinen Teil einer größeren Anwendung enthält (Microservices), braucht es oftmals viele Container, um eine große Anwendung vollständig bereitzustellen. Siehe hierzu auch meinen Beitrag über Docker. Während Docker eine Container-Laufzeitumgebung ist, ist Kubernetes eine Plattform für die Ausführung und Verwaltung von Containern aus vielen Container-Laufzeitsystemen. Es unterstützt zahlreiche Container-Laufzeiten, darunter Docker, containerd, CRI-O und jede Implementierung des Kubernetes CRI (Container Runtime Interface).

Im Betrieb von Container-Anwendungen spielen Verwaltungsaufgaben wie die Bereitstellung, die auf die Anfragelast bezogene automatische Skalierung, sowie das Monitoring der zum Betrieb notwendigen Anwendungscontainer und ihrer Infrastruktur eine wichtige Rolle. Es dient als Werkzeug zur Unterstützung dieser Orchestrierungsaufgaben.

Eingesetzt wird Kubernetes dabei bereits in kleinen und einfachen Containerumgebungen bis hin zu komplexen und verteilten Anwendungsfällen großer Technologieanbieter und ihrer containerbasierten Cloud-Produkte. Einige Beispiele sind hier: Microsofts Azure, IBM Cloud, Red Hat OpenShift, Amazons EKS, Googles Kubernetes Engine und Oracles OCI. Die bekannte Container-Technologie Docker wird ebenfalls unterstützt.

Kurze Zeitreise

Kubernetes (Altgriechisch für „Steuermann“) wurde ursprünglich von Joe Beda, Brendan Burns und Craig McLuckie entwickelt. Kurze Zeit später stießen weitere Google-Entwickler wie Brian Grant und Tim Hockin hinzu. 2014 stellte Google Kubernetes als Open-Source-Projekt der Öffentlichkeit vor.

Version 1.0 wurde am 21. Juli 2015 veröffentlicht. Dabei wurde auch die Gründung der Cloud Native Computing Foundation unter dem Dach der Linux Foundation angekündigt und Kubernetes wurde von Google an diese gespendet.

Was kann Kubernetes?

Kubernetes bietet eine Reihe von Möglichkeiten, die eine Orchestrierung von komplexen Container basierten Anwendungen unterstützt. Einige davon sind:

• Starten von Containern im Bedarfsfall (Ausfall bestehender Container oder hinzufügen neuer Container bei hohem Anfragevolumen).
• Überwachung anhand definierter Faktoren, ob Container noch erwartungsgemäß funktionieren.
• Sinnvolle Verteilung der eingehenden Anfragelast auf die einzelnen Container.
• Unterstützung beim Wechsel auf eine neuere Anwendungsversion.

Wie ist Kubernetes aufgebaut?

Kubernetes-Infrastrukturen können je nach Anwendungsfall hoch komplex sein. Eine Kubernetes-Installation besteht aus dem Zusammenspiel mehrerer Server. Die Server aus diesem Verbund lassen sich in zwei Kategorien einteilen: Zur ersten Kategorie gehören Server, die sich um Verwaltungsaufgaben in diesem Verbund kümmern. Sie werden als „Control Planes“ bezeichnet und führen keinen Container aus, der Teil der betriebenen Anwendung ist.

Die zweite Kategorie, die anwendungsbezogenen Container, werden auf den „Worker Nodes“ ausgeführt. Sie haben keine Verwaltungsaufgaben, sondern dienen lediglich dazu, die eigentliche Arbeitslast der Anwendung abzuarbeiten. Die notwendige Anzahl und Leistung dieser „Worker Node Server“ ermittelt sich anhand der Ressourcenanforderung der Container. Je ressourcenintensiver die Container sind, desto mehr oder performantere Worker Nodes werden benötigt.

Alle Aufgaben eines Kubernetes-Clusters werden redundant auf mehreren Servern betrieben, um die Hochverfügbarkeit auch im Störungsfall aufrechtzuerhalten.

Fazit

Kubernetes bietet als Open-Source-System zur Orchestrierung von Containern viele Vorteile. Besonders lohnt sich der Einsatz bei umfangreichen und hochskalierbaren Cloud-Anwendungen. Wenn man es einsetzt, kommt man schnell zu dem Punkt, an dem es komplex und aufwändig wird. Für ein effektives Management der Plattform brauchen Unternehmen Mitarbeitende mit Spezialwissen. Da diese Experten am Markt schwer zu finden sind und sich der Einsatz meist schon aus Kosten- und Rentabilitätsgründen nicht lohnt, lagern viele Unternehmen, die Kubernetes einsetzen, das Management und den Betrieb an diverse Managed Cloud Solution Provider aus. Man sollte aber nicht unbeachtet lassen, dass sich der Einsatz von Kubernetes nicht in jedem Fall lohnt. Letztendlich ist es immer eine Abwägung der Kosten und Aufwände gegen den Ertrag, den man sich durch den Einsatz erhofft.

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Das Modell von React verspricht durch die Konzepte des unidirektionalen Datenflusses und des Virtual DOM den einfachen, aber trotzdem performanten Aufbau komplexer Anwendungen. React bildet aus diesem Grund die Basis für Single-Page-Webanwendungen, kann jedoch auch mit Node.js serverseitig (vor-)gerendert werden.

Ja, im Jahr 2013 war dies schon etwas ziemlich Gutes. Vor allem im Vergleich zum damaligen Angular, dass zwar komfortabel zu benutzen war aber aufgrund einer mäßigen Performance und der fehlenden Skalierbarkeit kaum in der Lage war, komplexe UIs abzubilden. Genau diese Probleme hat React damals bereits adressiert und führte zu diesem Zweck verschiedene Konzepte aus der funktionalen Programmierung in die UI-Welt ein.

Kurze Zeitreise

React ist die Entwicklung von Jordan Walke, einem Softwareentwickler bei Facebook. Erstmals 2011 für den Facebooks Newsfeed und später für Instagram eingesetzt. Facebook kündigte 2013 an, dass die Weiterführung des Projekts zukünftig als Open-Source stattfindet. Im Oktober 2014 wurde die Lizenz von der anfangs Apache-Lizenz auf die BSD-Lizenz mit zusätzlicher Patentlizenz geändert, welche den Widerruf der Lizenz bei Klagen gegen oder bei Patentstreitigkeiten mit Facebook vorbehält.

Diese unkonventionelle Klausel führte zu einer kontroversen Diskussion. Eine Umformulierung dieser Patentklausel im April 2015 beendete die Auseinandersetzung nicht. Im Juli 2017 kündigte die Apache Software Foundation an, keine Apache-Projekte mehr mit dieser Zusatzlizenz zu erlauben. Entgegen anfänglichen Angaben, nicht von der Klausel abrücken zu wollen, veröffentlichte Facebook im September 2017 React in der Version 16.0.0 unter der MIT-Lizenz. Vielleicht werde ich in der Zukunft noch die verschiedenen Lizenzmodelle etwas näher erläutern.

Fazit

Wie bereits erwähnt, ist es eine sehr spezialisierte und leichtgewichtige Programmbibliothek, sodass man es als einen Baustein von vielen betrachten kann. Da man React zwingend mit anderen Modulen kombinieren muss, um eine vollständige Anwendung zu entwickeln, kann React nicht zu einer systemrelevanten Größe heranwachsen. Gleichzeitig bildet diese Tatsache auch den Nachteil. Bei Angular hat man beispielsweise weniger Aufwand. Doch über Angular werde ich noch später schreiben.

Nicht zu vergessen ist die Integration mit JavaScript. Anders als zum Beispiel in Vue.js oder Angular gibt es in React keinen proprietären Weg, um eine Schleife, eine Bedingung oder eine Datenbindung herzustellen. Stattdessen verwendet React hierfür schlichtweg die Konstrukte, die es in JavaScript ohnehin gibt. Alles in allem ist es eine gute Lösung, mit einer eigenen Philosophie und einer relativ hohen Einstiegshürde, da man sich mit JSX auseinandersetzen muss. Ja, auch ich werde mich in einem zukünftigen Beitrag damit auseinandersetzen 🙂 Aber Einstiegshürden sind ja in der Regel relativ und es lässt sich darüber diskutieren, ob der Einstieg nun leicht oder schwer ist 😉

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