Was macht Kubernetes so komplex und herausfordernd?

Kubernetes ist heute aus der Welt der modernen IT-Infrastrukturen und Softwareentwicklung kaum noch wegzudenken. Es bietet Unternehmen enorme Flexibilität und Skalierbarkeit, um Anwendungen effizienter zu betreiben. Doch diese Vorteile haben ihren Preis: Die Verwaltung und der Betrieb eines Kubernetes-Clusters bringen erhebliche technische und organisatorische Herausforderungen mit sich. Was in der Theorie oft als „perfekte Lösung vieler Probleme“ verkauft wird, kann in der Praxis schnell zur komplexen Aufgabe werden – insbesondere für Unternehmen, die (noch) nicht über das nötige Expertenwissen verfügen.

In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die vielen Facetten, die Kubernetes so anspruchsvoll machen, und warum der eigenständige Betrieb oft mehr Stolpersteine mit sich bringt, als zunächst erwartet.

Kubernetes bietet große Vorteile in Bezug auf Flexibilität und Skalierbarkeit, bringt jedoch auch erhebliche technische und betriebliche Herausforderungen mit sich. Von der komplexen Cluster-Architektur über das Sicherheits- und Netzwerkmanagement bis hin zur kontinuierlichen Überwachung und Skalierung – die Verwaltung eines Kubernetes-Clusters erfordert spezialisiertes Wissen und kann zeit- sowie ressourcenintensiv sein. Unternehmen, die sich nicht von diesen Herausforderungen aufhalten lassen möchten, können auf Managed Kubernetes-Lösungen zurückgreifen, um die Komplexität zu meistern und sich auf ihre Kernkompetenzen zu konzentrieren.

Die Vielzahl der verteilten Komponenten erfordert tiefes technisches Verständnis, um ein stabiles und skalierbares System zu gewährleisten.

• Mehrere Komponenten: Kubernetes-Cluster setzen sich aus verteilten Komponenten wie API-Server, etcd-Storage und Kubelets zusammen. Deren Verwaltung erfordert tiefes technisches Verständnis und Präzision.

• Verteilte Systeme: Kubernetes ist ein verteiltes System, was bedeutet, dass es Mechanismen zur Synchronisation, Konsistenz und Fehlertoleranz benötigt. Die Verwaltung dieser verteilten Natur kann komplex sein, insbesondere wenn es um Skalierung, Lastverteilung und Redundanz geht.

Komplexe Netzwerk-Richtlinien und die Verwaltung des Datenverkehrs erfordern eine präzise Planung und ständige Überwachung.

• Network Policies: Die Definition und Verwaltung von Network Policies zur Sicherstellung der Netzwerksicherheit und zur Isolierung von Workloads innerhalb des Clusters kann herausfordernd sein, insbesondere in komplexen Umgebungen mit vielen Mikroservices.

Die Konfiguration von Sicherheitsmaßnahmen und Zugriffskontrollen erfordert kontinuierliche Anpassungen und birgt das Risiko von Fehlkonfigurationen.

• Role-Based Access Control (RBAC): Kubernetes verwendet ein RBAC-Modell zur Zugriffskontrolle, das detailliert konfiguriert werden muss, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Benutzer und Dienste Zugriff auf bestimmte Ressourcen haben.

• Sicherheitskonfigurationen: Die Sicherstellung, dass die Cluster sicher konfiguriert sind, umfasst viele Aspekte wie Secrets Management, Pod Security Policies, Netzwerkisolierung und Audit Logging. Diese müssen regelmäßig überprüft und aktualisiert werden, um neuen Bedrohungen zu begegnen.

Obwohl Kubernetes Auto-Scaling ermöglicht, erfordert die effektive Nutzung eine sorgfältige Planung, um Kosten und Ressourcen optimal zu managen.

• Autoscaling: Während Kubernetes Auto-Scaling-Funktionen bietet (horizontal und vertikal), erfordert die effektive Nutzung dieser Funktionen eine gründliche Planung und Konfiguration, um sicherzustellen, dass Workloads effizient und kostengünstig skaliert werden.

• Ressourcenlimits: Die Verwaltung von Ressourcen wie CPU und Speicher für Container und Pods erfordert das Festlegen und Überwachen von Limits und Anfragen, um sicherzustellen, dass keine Ressourcenkonflikte entstehen und die Cluster stabil bleiben.

Kontinuierliche Updates und Abhängigkeitsmanagement machen das Patchen und Upgraden von Kubernetes-Clusters zu einem zeitintensiven Prozess.

• Kontinuierliche Updates: Kubernetes entwickelt sich schnell weiter, und es werden regelmäßig neue Versionen veröffentlicht. Das Upgrade eines Clusters erfordert sorgfältige Planung und Tests, um sicherzustellen, dass Anwendungen nicht unterbrochen werden und keine Kompatibilitätsprobleme auftreten.

• Abhängigkeiten: Viele Cluster-Komponenten und Plugins müssen ebenfalls aktualisiert werden, was zusätzliche Komplexität hinzufügt, insbesondere wenn diese Abhängigkeiten eng mit den Kubernetes-Versionen verknüpft sind.

Um den Überblick zu behalten, müssen verschiedene Monitoring- und Logging-Tools konfiguriert und regelmäßig gewartet werden – was die Verwaltung weiter verkompliziert.

• Überwachung der Infrastruktur: Um die Gesundheit und Leistung eines Kubernetes-Clusters sicherzustellen, müssen verschiedene Metriken überwacht werden, darunter Pod-Status, Ressourcennutzung, Netzwerkverkehr und API-Server-Leistung.

• Zentralisiertes Logging: Da Kubernetes-Anwendungen oft über viele Nodes und Pods verteilt sind, ist ein zentrales Logging erforderlich, um die Fehlerbehebung und Überwachung effektiv zu gestalten. Das Einrichten und Verwalten von Tools wie Prometheus, Grafana, und ELK Stack kann komplex sein.

Die Sicherstellung von Ausfallsicherheit und effektiven Backup-Strategien erfordert eine durchdachte Planung und regelmäßige Tests, um im Notfall handlungsfähig zu bleiben.

• Backup und Recovery: Die Sicherstellung, dass die etcd-Datenbank (die kritische Daten wie Cluster-Konfigurationen und Zustände speichert) regelmäßig gesichert und im Notfall wiederhergestellt werden kann, erfordert sorgfältige Planung und Tests.

• Ausfallsicherheit: Der Aufbau einer ausfallsicheren Architektur, die auch bei Fehlern von Nodes oder ganzen Rechenzentren funktioniert, ist anspruchsvoll und erfordert eine durchdachte Planung der Redundanz und Failover-Strategien.

Jede zusätzliche Integration erhöht die Komplexität und erfordert fundiertes Wissen, um die reibungslose Funktion des Systems sicherzustellen.

• Einsatz von Plugins und Erweiterungen: Kubernetes ermöglicht die Integration von zahlreichen Drittanbieter-Tools (z.B. für Monitoring, Security oder CI/CD), die jedoch korrekt konfiguriert und verwaltet werden müssen, um reibungslos zu funktionieren.

• Komplexität durch Customization: Jede zusätzliche Integration oder Anpassung erhöht die Komplexität der gesamten Umgebung, insbesondere wenn spezifische Unternehmensanforderungen oder Compliance-Vorgaben berücksichtigt werden müssen.

Die Verwaltung mehrerer Cluster stellt zusätzliche Herausforderungen dar und erfordert spezialisierte Tools, um Konsistenz und Sicherheit zu gewährleisten.

• Verwaltung mehrerer Cluster: Viele Organisationen betreiben mehrere Kubernetes-Cluster (z.B. für verschiedene Teams, Regionen oder Umgebungen). Das Management dieser Cluster erfordert spezielle Tools und Strategien, um Konsistenz, Sicherheit und Effizienz über alle Cluster hinweg sicherzustellen.

• Netzwerk- und Datenverkehrsmanagement: Die Verwaltung des Datenverkehrs und der Netzwerkverbindungen zwischen verschiedenen Clustern kann ebenfalls sehr komplex sein, insbesondere wenn sie sich über verschiedene Clouds oder On-Premise-Umgebungen erstrecken.

Ohne eine durchdachte Planung können die automatischen Skalierungsfunktionen von Kubernetes schnell zu unerwartet hohen Kosten führen.

• Optimierung der Ressourcenkosten: Kubernetes ermöglicht das automatische Skalieren von Ressourcen, aber dies kann auch zu unerwarteten Kosten führen, wenn nicht korrekt verwaltet. Die Überwachung und Optimierung der Ressourcennutzung zur Kostenkontrolle ist eine kontinuierliche Herausforderung.

Viele Unternehmen unterschätzen den Aufwand und die Komplexität, die mit der Einführung und Verwaltung von Kubernetes verbunden sind. Die Vielzahl an Herausforderungen – von der Sicherheitskonfiguration über das Netzwerkmanagement bis hin zum kontinuierlichen Monitoring – erfordert nicht nur technisches Know-how, sondern auch erhebliche Zeit- und Ressourceninvestitionen. Schnell kann es passieren, dass Unternehmen mehr Zeit damit verbringen, sich durch technische Hürden zu kämpfen, als sich auf ihre eigentlichen Geschäftsziele zu konzentrieren.

Mit einer Managed Kubernetes-Lösung wie Continum Managed Kubernetes können Sie diese Herausforderungen hinter sich lassen. Continum nimmt Ihnen die Komplexität und sorgt dafür, dass Sie von den Vorteil von Kubernetes profitieren – während Sie sich ganz auf Ihre Kernkompetenzen fokussieren können. So sparen Sie wertvolle Ressourcen und vermeiden die typischen Stolperfallen, die Kubernetes mit sich bringt. Zudem haben Sie auch in der Betriebsphase jederzeit die Möglichkeit, sich mit unseren Experten zu spezifischen Anwendungsfragen auszutauschen.