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Kubernetes-Konzepte

Diese Seite erklärt Konzepte, die mit Kubernetes verbunden sind und wichtig für das Verständnis der Funktionsweise von Rancher sind. Die folgenden Beschreibungen bieten einen vereinfachten Überblick über die Komponenten von Kubernetes. Für weitere Details siehe die offizielle Dokumentation zu Kubernetes-Komponenten.

Über Docker

Docker ist ein Standard für die Verpackung und Laufzeit von Containern. Entwickler können Container-Images aus Dockerfiles erstellen und Container-Images aus Docker-Registries verteilen. Docker Hub ist eine beliebte öffentliche Registry. Viele Organisationen richten auch private Docker-Registries ein. Docker wird hauptsächlich verwendet, um Container auf einzelnen Knoten zu verwalten.

Über Kubernetes

Kubernetes ist der Standard für das Management von Container-Clustern. YAML-Dateien spezifizieren Container und andere Ressourcen, die eine Anwendung bilden. Kubernetes führt Funktionen wie Planung, Skalierung, Dienstentdeckung, Gesundheitsprüfung, Geheimnisverwaltung und Konfigurationsmanagement aus.

Was ist ein Kubernetes-Cluster?

Ein Cluster ist eine Gruppe von Computern, die zusammen als ein einzelnes System arbeiten.

Ein Kubernetes-Cluster ist ein Cluster, der das Kubernetes-Container-Orchestrierungssystem verwendet, um Container bereitzustellen, zu warten und zu skalieren, wodurch Ihre Organisation die Anwendungsoperationen automatisieren kann.

Rollen für Knoten in Kubernetes-Clustern

Jede Rechenressource in einem Kubernetes-Cluster wird als Knoten bezeichnet. Knoten können entweder Bare-Metal-Server oder virtuelle Maschinen sein. Kubernetes klassifiziert Knoten in drei Typen: etcd-Knoten, Controlplane-Knoten und Worker-Knoten.

Ein Kubernetes-Cluster besteht aus mindestens einem etcd-, Controlplane- und Arbeitsknoten.

etcd-Knoten

Rancher verwendet etcd als Datenspeicher sowohl in Einzelknoten- als auch in Hochverfügbarkeitsinstallationen. In Kubernetes ist etcd auch eine Rolle für Knoten, die den Clusterzustand speichern.

Der Zustand eines Kubernetes-Clusters wird in etcd. gespeichert. Die etcd-Knoten führen die etcd-Datenbank aus.

Die etcd-Datenbankkomponente ist ein verteilter Schlüssel-Wert-Speicher, der als Kubernetes-Speicher für alle Clusterdaten, wie Clusterkoordination und Zustandsverwaltung, verwendet wird. Es wird empfohlen, etcd auf mehreren Knoten auszuführen, damit immer eine Sicherung für den Failover verfügbar ist.

Obwohl Sie etcd nur auf einem Knoten ausführen können, benötigt etcd eine Mehrheit der Knoten, ein Quorum, um sich über Aktualisierungen des Clusterzustands zu einigen. Der Cluster sollte immer genügend gesunde etcd-Knoten enthalten, um ein Quorum zu bilden. Für einen Cluster mit n Mitgliedern beträgt ein Quorum (n/2)+1. Für jeden Cluster mit ungerader Größe erhöht das Hinzufügen eines Knotens immer die Anzahl der Knoten, die für ein Quorum erforderlich sind.

Drei etcd-Knoten sind im Allgemeinen ausreichend für kleinere Cluster und fünf etcd-Knoten für große Cluster.

Controlplane-Knoten

Controlplane-Knoten führen den Kubernetes-API-Server, den Scheduler und den Controller-Manager aus. Diese Knoten kümmern sich um Routineaufgaben, um sicherzustellen, dass Ihr Cluster Ihre Konfiguration aufrechterhält. Da alle Clusterdaten auf Ihren etcd-Knoten gespeichert sind, sind Controlplane-Knoten zustandslos. Sie können die Controlplane auf einem einzelnen Knoten ausführen, obwohl drei oder mehr Knoten für Redundanz empfohlen werden. Zusätzlich kann ein einzelner Knoten die Rollen der Controlplane und etcd teilen.

Arbeitsknoten

Jeder Arbeitsknoten führt Folgendes aus:

  • Kubelets: Ein Agent, der den Zustand des Knotens überwacht und sicherstellt, dass Ihre Container gesund sind.

  • Workloads: Die Container und Pods, die Ihre Apps enthalten, sowie andere Arten von Implementierungen.

Arbeitsknoten führen auch Speicher- und Netzwerktreiber sowie Ingress-Controller aus, wenn dies erforderlich ist. Sie erstellen so viele Arbeitsknoten, wie nötig sind, um Ihre Arbeitslasten auszuführen.

Über Helm

Für Installationen mit hoher Verfügbarkeit von Rancher ist Helm das Werkzeug, das verwendet wird, um Rancher in einem Kubernetes-Cluster zu installieren.

Helm ist das bevorzugte Paketverwaltungstool für Kubernetes. Helm-Charts bieten eine Vorlagensyntax für Kubernetes-YAML-Manifestdokumente. Mit Helm können wir konfigurierbare Implementierungen erstellen, anstatt nur statische Dateien zu verwenden. Für weitere Informationen zur Erstellung Ihres eigenen Katalogs von Implementierungen, schauen Sie sich die Dokumentation unter https://helm.sh. an.

Für weitere Informationen zu Dienstkonten und Cluster-Rollenbindung, beziehen Sie sich auf die Kubernetes-Dokumentation.