Kubernetes Best Practices: Der Weg vom Anfänger zum Experten

markdown\n# Kubernetes Best Practices: Der Weg vom Anfänger zum Experten\n\nKubernetes (K8s) hat sich zum De-facto-Standard für die Orchestrierung von Cloud-nativen Anwendungen entwickelt. Ob Großunternehmen oder kleine Start-ups, alle setzen aktiv auf Kubernetes, um die Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Effizienz ihrer Anwendungen zu verbessern. Die Komplexität von Kubernetes stellt jedoch viele Teams vor Herausforderungen. Dieser Artikel fasst die Best Practices von Kubernetes zusammen, basierend auf den Diskussionen auf X/Twitter, um Ihnen zu helfen, von Grund auf ein Experte zu werden und K8s zu meistern.\n\n## I. Fundament legen: Aufbau der Kubernetes-Fähigkeitsgrundlage\n\nBevor Sie sich in die Arme von Kubernetes stürzen, ist eine solide Grundlage unerlässlich. Wie @@asynctrix sagte: `Don't Start Kubernetes Before These`. Sie müssen die folgenden Schlüsselkompetenzen beherrschen:\n\n* **Linux-Grundlagen:** Vertrautheit mit dem Linux-Betriebssystem, einschließlich gängiger Befehle, Dateisysteme, Berechtigungsverwaltung usw.\n * Die Beherrschung von Linux ist die Grundlage für das Verständnis der Funktionsweise von Containern und die Fehlerbehebung.\n* **Netzwerkgrundlagen:** Verständnis von TCP/IP-Protokollen, DNS, Routing usw.\n * Die Kommunikation zwischen Containern und die Service Discovery sind ohne Netzwerkkenntnisse nicht möglich. @@fromcodetocloud empfiehlt das Tutorial von TechWorld with Nana, das Netzwerkkonzepte geschickt mit Containern und Kubernetes-Netzwerken verbindet.\n* **Container-Technologie (Docker):** Verständnis von Docker-Images, dem Lebenszyklus von Containern, Docker Compose usw.\n * Der Kern von Kubernetes ist die Container-Orchestrierung, daher ist Docker unvermeidlich.\n* **YAML & Konfiguration:** Die Konfigurationsverwaltung von Kubernetes basiert auf YAML-Dateien. Die Vertrautheit mit der YAML-Syntax und den gängigen Konfigurationselementen ist von entscheidender Bedeutung.\n * Die Beherrschung von YAML-Schreibtechniken kann die Effizienz erheblich steigern.\n* **Git-Grundlagen:** Versionskontrolle ist der Eckpfeiler von DevOps. Vertrautheit mit den gängigen Git-Operationen, wie z. B. Branch-Management, Code-Merging usw.\n\n**Lernressourcen:**\n\n* Linux-Grundlagen-Tutorial: Zum Beispiel \ jobs: deploy: runs-on: ubuntu-latest steps: - uses: actions/checkout@v3 - name: Set up Docker Buildx uses: docker/setup-buildx-action@v3 - name: Login to Docker Hub uses: docker/login-action@v2 with: username: ${{ secrets.DOCKERHUB_USERNAME }} password: ${{ secrets.DOCKERHUB_TOKEN }} - name: Build and push Docker image uses: docker/build-push-action@v5 with: context: . push: true tags: your-dockerhub-username/your-app:${{ github.sha }} - name: Deploy to Kubernetes uses: kubectl-action/kubectl@v1.13 env: KUBE_CONFIG_DATA: ${{ secrets.KUBE_CONFIG_DATA }} # Sichere Speicherung der Kubernetes Cluster Konfiguration with: args: apply -f k8s/deployment.yaml

• Infrastruktur als Code (IaC): Verwenden Sie Tools wie Terraform, um die Erstellung und Verwaltung der Infrastruktur zu automatisieren.

  Beispiel (Terraform):

  resource "aws_vpc" "main" {
    cidr_block = "10.0.0.0/16"
    tags = {
      Name = "my-vpc"
    }
  }
  
  resource "aws_subnet" "public_subnet" {
    vpc_id     = aws_vpc.main.id
    cidr_block = "10.0.1.0/24"
    availability_zone = "us-west-2a"
    tags = {
      Name = "public-subnet"
    }
  }
  

Empfohlene Tools:

• GitHub Actions: Kostenloses und einfach zu bedienendes CI/CD-Tool.
• GitLab CI: Leistungsstarkes CI/CD-Tool, das eng in GitLab-Code-Repositories integriert ist.
• Terraform: Führendes Infrastruktur-als-Code-Tool, das mehrere Cloud-Plattformen unterstützt.
• Ansible: Automatisierungs-Konfigurationsmanagement-Tool, das zur Konfiguration von Kubernetes-Knoten verwendet werden kann.
• ArgoCD: Deklaratives GitOps-Tool zur Automatisierung der Kubernetes-Anwendungsbereitstellung.

III. Sicherheits-Best Practices: Vorsorge ist besser als Nachsorge@@devopscube weist darauf hin, dass die Kubernetes-Sicherheit oft vernachlässigt wird. Sicherheitslücken können jedoch schwerwiegende Folgen haben. Im Folgenden sind einige Best Practices für die Kubernetes-Sicherheit aufgeführt:\n\n* RBAC (Role-Based Access Control): Feingranulare Steuerung der Zugriffsrechte von Benutzern und Diensten. // Fine-grained control of access rights for users and services.\n* Netzwerkrichtlinien: Beschränkung des Netzwerkverkehrs zwischen Pods, um laterale Bewegungen zu verhindern. // Restrict network traffic between Pods to prevent lateral movement.\n* Image-Sicherheitsprüfung: Verwenden Sie Tools, um Images auf Sicherheitslücken zu scannen und diese rechtzeitig zu beheben. // Use tools to scan images for security vulnerabilities and fix them in a timely manner.\n* Secrets-Verwaltung: Verwenden Sie Kubernetes Secrets, um sensible Informationen sicher zu speichern und Hardcoding im Code zu vermeiden. // Use Kubernetes Secrets to securely store sensitive information and avoid hardcoding in the code.\n* Pod-Sicherheitsrichtlinie (PSP) / Pod-Sicherheitszulassung (PSA): Beschränken Sie die Berechtigungen von Pods, um böswilliges Verhalten zu verhindern. // Restrict the permissions of Pods to prevent malicious behavior.\n\nEmpfohlene Tools:\n\n* Aqua Security Trivy: Einfach zu bedienendes Tool zum Scannen von Images. // Easy-to-use image scanning tool.\n* HashiCorp Vault: Zentralisiertes Tool zur Secrets-Verwaltung. // Centralized secrets management tool.\n* Kyverno: Kubernetes-native Policy Engine, die Sicherheitsrichtlinien erzwingen kann. // Kubernetes-native policy engine that can enforce security policies.\n\n## Vier. Überwachung und Optimierung: Gewährleistung eines stabilen Anwendungsbetriebs\n\nDie Überwachung und Optimierung von Kubernetes ist entscheidend, um einen stabilen Anwendungsbetrieb zu gewährleisten. Wie @@AskYoshik sagte, hat die Kostenoptimierung jetzt oberste Priorität. Die Nachfrage nach FinOps-Ingenieuren steigt, und die folgenden Fähigkeiten sind unerlässlich:\n\n* Ressourcenüberwachung: Verwenden Sie Tools wie Prometheus, Grafana, um die Ressourcennutzung von Kubernetes-Clustern und -Anwendungen zu überwachen. // Use tools like Prometheus, Grafana to monitor the resource usage of Kubernetes clusters and applications.\n* Protokollverwaltung: Verwenden Sie den ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) oder Fluentd, um Protokolle zu sammeln und zu analysieren. // Use the ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) or Fluentd to collect and analyze logs.\n* Kostenoptimierung: Analysieren Sie die Ressourcennutzung, identifizieren Sie verschwendete Ressourcen und optimieren Sie diese. Verwenden Sie AWS Cost Explorer oder ähnliche Cloud-Plattform-Tools zur Kostenanalyse. // Analyze resource usage, identify wasted resources, and optimize them. Use AWS Cost Explorer or similar cloud platform tools for cost analysis.\n* Vertikale/horizontale Skalierung: Passen Sie die Anzahl der Pods und die Ressourcenbeschränkungen automatisch an die Auslastung der Anwendung an. Nutzen Sie den Horizontal Pod Autoscaler (HPA) von Kubernetes, um die automatische Skalierung zu implementieren. // Automatically adjust the number of Pods and resource limits based on the application's load. Utilize Kubernetes' Horizontal Pod Autoscaler (HPA) to implement automatic scaling.\n* Ressourcenkontingente und -beschränkungen: Legen Sie Ressourcenkontingente und -beschränkungen fest, um zu verhindern, dass eine einzelne Anwendung zu viele Ressourcen verbraucht und andere Anwendungen beeinträchtigt. // Set resource quotas and limits to prevent a single application from consuming too many resources and affecting other applications.\n\nEmpfohlene Tools:\n\n* Prometheus: Führendes Tool zur Erfassung von Überwachungsmetriken. // Leading monitoring metrics collection tool.\n* Grafana: Tool zur Datenvisualisierung, das die von Prometheus gesammelten Metriken visualisieren kann. // Data visualization tool that can visualize the metrics collected by Prometheus.\n* ELK Stack: Leistungsstarke Plattform zur Protokollverwaltung. // Powerful log management platform.\n* Kubecost: Tool zur Kubernetes-Kostenüberwachung und -Optimierung. // Kubernetes cost monitoring and optimization tool.\n\n## Fünf. Überwindung der Kubernetes-Lernkurve: Kontinuierliches Lernen und Üben\n\n@@NaveenS16 weist darauf hin, dass selbst erfahrene Ingenieure mit fünf Jahren Erfahrung durch Kubernetes-DNS-Fehler oder Finalizer behindert werden können. Die Lernkurve von Kubernetes ist steil und erfordert kontinuierliches Lernen und Üben.\n\n* Praktische Projekte: Festigen Sie Ihr Wissen durch praktische Projekte. Sie können versuchen, eine einfache Webanwendung bereitzustellen oder eine CI/CD-Pipeline zu erstellen. @@e_opore's empfohlene DevOps-Projektideen sind ein guter Ausgangspunkt. @@techdufus teilte seine Erfahrungen mit der Bereitstellung eines Mattermost-Servers in einem Kubernetes-Cluster, was ebenfalls als Referenz dienen kann. // Solidify your knowledge through practical projects. You can try deploying a simple web application or building a CI/CD pipeline. @@e_opore's recommended DevOps project ideas are a good starting point. @@techdufus shared his experience deploying a Mattermost server in a Kubernetes cluster, which can also serve as a reference.\n* Teilnahme an der Community: Beteiligen Sie sich aktiv an der Kubernetes-Community, tauschen Sie Erfahrungen mit anderen Entwicklern aus und lösen Sie Probleme. // Actively participate in the Kubernetes community, exchange experiences with other developers, and solve problems.\n* Dokumentation lesen: Die offizielle Kubernetes-Dokumentation ist die beste Lernressource. // The official Kubernetes documentation is the best learning resource.\n* Branchenentwicklungen verfolgen: Behalten Sie die neuesten Entwicklungstrends von Kubernetes im Auge, z. B. die Entwicklung von Cloud-nativen Technologien. @@NaveenS16 erwähnte, dass eine CNCF-Umfrage zeigt, dass die Akzeptanz von Kubernetes weiter zunimmt. Das Verständnis dieser Trends hilft Ihnen, Ihre Karriere besser zu planen. // Keep an eye on the latest development trends of Kubernetes, such as the evolution of cloud-native technologies. @@NaveenS16 mentioned that a CNCF survey shows that the adoption of Kubernetes continues to increase. Understanding these trends will help you better plan your career.\n* Cheat Sheets verwenden: @@_vmlops empfiehlt die Verwendung von Cheat Sheets, um Wissenspunkte schnell zu wiederholen, insbesondere in Vorstellungsgesprächen oder bei der täglichen Programmierung. // @@_vmlops recommends using cheat sheets to quickly review knowledge points, especially in interviews or daily coding.## VI. Auswahl der geeigneten Kubernetes-Bereitstellungslösung

Kubernetes bietet verschiedene Bereitstellungslösungen an, und Sie müssen die am besten geeignete Lösung basierend auf Ihrer tatsächlichen Situation auswählen.

• Minikube: Ein leichtgewichtiger Kubernetes-Cluster, der auf einem lokalen Rechner ausgeführt wird und sich zum Lernen und Entwickeln eignet.
• Kind: Verwendet Docker-Container als Kubernetes-Knoten und eignet sich zum schnellen Aufbau einer Testumgebung.
• Kubeadm: Ein von Kubernetes offiziell bereitgestelltes Tool zur Clusterbereitstellung, das sich für die Bereitstellung auf Bare-Metal-Servern oder virtuellen Maschinen eignet.
• Verwaltete Kubernetes-Dienste: Zum Beispiel AWS EKS, Azure AKS, Google GKE usw., bei denen Kubernetes-Cluster von der Cloud-Plattform verwaltet werden, um die Betriebs- und Wartungsarbeiten zu vereinfachen.

@@brankopetric00 glaubt, dass ECS (AWS Elastic Container Service) für 90 % der Benutzer besser geeignet ist als Kubernetes. Obwohl Kubernetes leistungsstark ist, ist ECS einfacher zu erlernen und zu verwalten, insbesondere in einer AWS-Umgebung. Welche Lösung Sie wählen, sollte auf der Grundlage der Größe Ihres Teams, Ihrer technischen Fähigkeiten, Ihres Kostenbudgets und Ihrer Anforderungen an Kubernetes umfassend berücksichtigt werden.

VII. Verabschieden Sie sich vom Kubernetes Dashboard und begrüßen Sie Headlamp

@@kubernetesio hat angekündigt, dass das Kubernetes Dashboard am 21. Januar 2026 offiziell eingestellt wird. Es wird nun empfohlen, Headlamp als Alternative zu verwenden. Headlamp ist eine moderne, erweiterbare Web-UI, mit der Kubernetes-Cluster einfacher verwaltet werden können.

VIII. Effizientes Schreiben von YAML: Best Practices

@@NaveenS16 betonte die Bedeutung von YAML in Kubernetes und schlug drei wichtige Säulen vor:

• Klare Struktur: Verwenden Sie Einrückungen und Kommentare, um YAML-Dateien leicht lesbar und verständlich zu machen.
• Proaktive Validierung: Verwenden Sie Tools, um die Syntax und Semantik von YAML-Dateien zu validieren.
• Modulare Verwaltung: Teilen Sie YAML-Dateien in kleinere, wiederverwendbare Module auf.

Empfohlene Tools:

• Kubeval: Kubernetes YAML-Validierungstool.
• Helm: Kubernetes-Paketmanager, der YAML-Dateien templatisieren und eine modulare Verwaltung ermöglichen kann.
• Kustomize: Kubernetes-Konfigurationsverwaltungstool, mit dem YAML-Dateien geändert und angepasst werden können, ohne die Originaldateien zu ändern.

IX. FazitKubernetes ist eine leistungsstarke Technologie, die Ihnen beim Aufbau und der Verwaltung moderner, Cloud-nativer Anwendungen helfen kann. Durch eine solide Grundlage, die Nutzung von Automatisierung, die Fokussierung auf Sicherheit, kontinuierliche Überwachung und Lernen können Sie von den Grundlagen zur Expertise gelangen und das Potenzial von Kubernetes voll ausschöpfen. Denken Sie daran, dass es bei der Technologieauswahl kein absolutes Richtig oder Falsch gibt. Am wichtigsten ist, dass Sie die Lösung wählen, die am besten zu Ihrem Team und Ihren Geschäftsanforderungen passt. Ich hoffe, dieser Artikel hilft Ihnen, Kubernetes besser zu verstehen und anzuwenden.