Kubernetes Grundlagen: Container-Orchestrierung verstehen

Kubernetes (K8s) ist der Standard für Container-Orchestrierung. Wenn Docker einzelne Container verwaltet, orchestriert Kubernetes hunderte oder tausende davon. Dieser Guide erklärt die Grundlagen.

Was ist Kubernetes?

Kubernetes ist eine Open-Source-Plattform zur Automatisierung der Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von Container-Anwendungen. Google entwickelte es ursprünglich intern.

Wann braucht man Kubernetes?

• Viele Container über mehrere Server verteilen
• Automatische Skalierung bei Last
• Selbstheilung bei Ausfällen
• Zero-Downtime Deployments
• Service Discovery und Load Balancing

Grundbegriffe

Kubernetes Architektur

Control Plane (Master)

• API Server: Zentrale Schnittstelle
• etcd: Key-Value-Speicher für Cluster-Zustand
• Scheduler: Weist Pods den Nodes zu
• Controller Manager: Überwacht Cluster-Zustand

Worker Nodes

• Kubelet: Agent auf jedem Node
• Kube-proxy: Netzwerk-Proxy
• Container Runtime: Docker, containerd, etc.

Lokale Entwicklungsumgebung

Minikube installieren

# macOS
brew install minikube

# Linux
curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

# Cluster starten
minikube start

# Dashboard öffnen
minikube dashboard

kubectl installieren

# macOS
brew install kubectl

# Linux
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
sudo install kubectl /usr/local/bin/kubectl

# Verbindung testen
kubectl cluster-info

Erstes Deployment

Pod erstellen (YAML)

# nginx-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
    ports:
    - containerPort: 80

# Pod erstellen
kubectl apply -f nginx-pod.yaml

# Status prüfen
kubectl get pods

# Logs anzeigen
kubectl logs nginx-pod

# Pod löschen
kubectl delete pod nginx-pod

Deployment erstellen

# nginx-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.25
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:
          limits:
            memory: "128Mi"
            cpu: "500m"

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
kubectl get deployments
kubectl get pods

Service erstellen

# nginx-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  type: LoadBalancer

kubectl apply -f nginx-service.yaml
kubectl get services

Wichtige kubectl Befehle

Kubernetes vs. Docker Compose

Managed Kubernetes Dienste

• Google GKE: Google Kubernetes Engine
• AWS EKS: Elastic Kubernetes Service
• Azure AKS: Azure Kubernetes Service
• DigitalOcean DOKS: Managed Kubernetes

Weitere Informationen

• 🐳 Docker für Anfänger
• 📦 Docker Compose Grundlagen
• 🔧 Traefik Reverse Proxy