Kubernetes: Grundlagen und Architekturbeispiele ausgewählter Use Case Einleitung in die Thematik: - Modulare Infrastrukturen lösen Serversysteme ab, Paradigmenwechsel - Themen: wie Docker, Kubernetes spielen eine zunehmend eine große Rolle – Skalierbarkeit - On-premise und in Cloud nutzbar - auch für Oracle Produkte geeignet - Betrachtung verschiedener Use-Cases: (Docker und Kubernetes) Weitere Informationen unter opitz-consulting.com

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 überraschend mehr Möglichkeiten!
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Michael Schulze, Senior Consultant
Kubernetes: Grundlagen und
Architekturbeispiele
ausgewählter Use CasesDOAG Webinar, 07.06.2019

2. © OPITZ CONSULTING 2019 Seite 2
Zur Person
 seit >20 J: Infrastruktur Solaris/Linux/Oracle
 1998: SNI Reliant Unix, Oracle 7.3, Forms 3
 Spektrum: OS, Datenbank, Middleware, HA,
Exadata, Engineered Systems, Virtualisierung,
Cloudlösungen
 bei Opitz Consulting seit 2015
 Autor Redstack Magazin, DOAG Speaker
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

3. © OPITZ CONSULTING 2019 Seite 3
Agenda
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Einleitung in die Thematik
Containertechnologie + Docker Use-Case
Kubernetes – Konzept und Architektur
Lokaler Kubernetes-Cluster + Use-Cases
Fazit
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

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Einleitung in die Thematik
 Modulare Infrastrukturen lösen Serversysteme
ab, Paradigmenwechsel
 Themen: wie Docker, Kubernetes spielen eine
zunehmend eine große Rolle – Skalierbarkeit
 On-premise und in Cloud nutzbar
 auch für Oracle Produkte geeignet
 Betrachtung verschiedener Use-Cases: (Docker
und Kubernetes)
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Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

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Betrachtete Komponenten
Klassifizierung
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

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Containertechnologie
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Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
Containertechnologie
• Allgemeine Infrastrukturentwicklung
• docker - Architektur + Facts
• Use Case 1: nginx als Docker Container

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Entwicklung und Architekturüberblick
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
Entwicklung
Orchestrierung
- On-Premise
- definierte Ressourcen
- dedizierte Installationen
- monolytische Applikationen
- Cloud
- dynamisch skalierbare Ressourcen
- DevOps, Infrastructure as Code
- mandantenfähige Microservices
Cloud

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Docker – Architektur + Facts
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
 Facts:
 gekapselte Anwendungen, Sicherheit
 Container zustandslos / wiederherstellbar
 Änderungen nachvollziehbar
 Docker images und build Beschreibungen
für Container können lokal und online
bereitgestellt werden
 nur Notwendiges im Container enthalten,
klein, schnell provisionierbar
 docker, quasi Standard im Development-
Umfeld (Microservices)
 Orchestrierungstools wie Kubernetes
notwendig

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Use-Case: nginx als Docker Container (Overview)
 Info Docker
 Pull nginx Image
 Run nginx Container
 Check Status (App.Ebene)
 Backup/Recovery Image
 Container intern
 Destroy all
 Docker Image ziehen + KontrolleKubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
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Kubernetes – Konzept und
Architektur
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Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
Kubernetes – K8s
• Historie und Ausprägung
• Bedeutung als moderne Infrastruktur
• K8s - Architektur + Facts
• K8s - Konzept / Bestandteile
• Demo: Kubernetes Parts

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Kubernetes: Historie und Ausprägung
 Historie
 Ursprung Google (Borg)
 Kubernetes >Cloud Foundation
 Ausprägung
 on-premise
 Kubernetes (core-Komponenten)
 verfügbar für verschiedenste Plattformen
 minikube (1node Variante)
 Redhat Varianten
 openshift, minishift
 Cloudvarianten
 Google – GKE
 Amazon – AKS
 Oracle Cloud – OKE
 IBM Kubernetes Service
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

12. © OPITZ CONSULTING 2019
Bedeutung von K8s als moderne Infrastruktur
 Trend: verteilte und skalierbare Software mit
Monitoring
 weg von Monolithen hin zu Microservices
 Docker machte erfolgreich den Anfang
 Notwendigkeit Anwendungen für eine große
Anzahl Benutzer zur Verfügung zu stellen
 Cluster von Containern müssen betrieben
werden
 Flexibilität: Lastverteilung, Skalierung sind
Themen um Anforderungen gerecht zu
werden
 Mit Kubernetes können Anforderungen
realisiert werden, Zukunftsperspektive
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

13. © OPITZ CONSULTING 2019
K8s – Architektur + Facts
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
 Facts:
 Integrierte Container Engine
 Ressourcen können erweitert werden
 flexible Steuerung der Ressourcen durch
Master
 Konsistente Speicherung der
Clusterobjekte und Werte in Backend
sichert Integrität
 Übergreifende Netzwerkstrukturen
 Monitoring durch kubelets (Agenten)
 API-Schnittstelle zur zentralen Steuerung
 CLI, GUI zur Administration
 Integrierte Services (Zugriff von Aussen)
 YAML als Grundlage
 Skalierung manuell oder auto.

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Kubernetes: Konzepte / Bestandteile (1)
 Alles ist YAML
 Deploymentbeschreibung durch yaml
 auch kubernetes intern (Config etc.)
 CLI ist eine Abstraktionsebene, intern YAML-
Verarbeitung
 K8s-Cluster
 kube-controller steuert die Verteilung der
Resourcen und Clusterfunktion
 kubelet liefert Info über Auslastung
 Clusterstatus wird in etcd gehalten
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
 Bsp. YAML
 Kann mit kubectl apply –f <file>
provisioniert werden

15. © OPITZ CONSULTING 2019
Kubernetes: Konzepte / Bestandteile (2)
 Master
 Container Engine (auch k8s Elemente sind
Container!)
 kube-scheduler: Abarbeitungqueue
 kube-controller-manager: Clusterlogik
 etcd: konsistenter key value Store, Backend
 kube-api-server: Steuerung API
 kube-proxy: Network
 kubelet: Monitoring, Agent: Master<>Node(s)
 Services:
 Node(s)
 Kubernetes Ressourcen (CPU, RAM…)
 Container Engine
 kube-proxy, kubelet
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
 POD(s)
 Container Ebene
 Kann 1 oder mehrere Container enthalten
 Kleinste Einheit im K8s Cluster
 Tools
 CLI: kubectl: Admin IF
 leitet die Befehle an die REST-API (MASTER)
weiter die dann ausführt auf den Node(s)
 Dashboard: Admin GUI

16. © OPITZ CONSULTING 2019
Demo: Kubernetes Parts + Dashboard (Overview)
 OS / Netzwerk der Hosts
 Docker Engine Info
 Top / Down:
 Clusterstatus
 Nodes Info
 PODs Info
 Deploymentbeschreibung YAML
 Dashboard
 Namespaces
 Nodes: Resources, Status
 PODs: Exex, Logs, Edit (YAML)
 Deployments, Replica, Secrets
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ausgewählter Use Cases
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17. © OPITZ CONSULTING 2019 Seite 17
Lokaler Kubernetes-Cluster
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Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
Lokaler Kubenetes Cluster
• Installationsanforderungen (from scratch)
• Vorstellung der Testumgebung / Architektur
• Use-Case 2: nginx auf Kubernetes provisonieren
und skalieren
• Use-Case 3: weblogic Domain auf Kubernetes
provisionieren und skalieren

18. © OPITZ CONSULTING 2019
Installationsanforderungen (local from scratch)
 OS
 OEL7.5 VM(s) erstellen
 OS config: static network, firewall, selinux
 docker engine
 kubernetes: kubeadm, kubelet
 init master, join nodes
 config kubernetes: namespaces, secrets, roles
 diverse docker images (nginx, weblogic…)
 Installierte Addons Kubernetes
 k8s-network
 helm, tiller (paketmanager)
 dashboard + config
 weblogic operator
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

19. © OPITZ CONSULTING 2019
Vorstellung der Testumgebung (1)
 Testsystem
 lokaler Kubernetes Cluster mit 4 Nodes
 5 VMs, OS: Linux x64, OEL7.5
 Ressourcen
 Master: 2 CPU, 4GB RAM
 Node(s): 1 CPU, 4GB RAM
 Loadbalancer nicht enthalten (only Test)
 Umgebung Grundlage für verschiedene
Use-Cases
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

20. © OPITZ CONSULTING 2019
Vorstellung der Testumgebung – Architektur (2)
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

21. © OPITZ CONSULTING 2019
Use-Case 1: nginx in K8s provisionieren und skalieren
(Overview)
 Provisioning nginx in K8s
 Deploymentbeschreibung holen
 nginx Deployment erstellen
 Verfügbarkeit prüfen
 POD, Node Ebene
 Applikationsebene
 Skalierung
 2 > 10 nginx Instanzen (upscaling)
 10 >1 nginx Instanz (downscaling)
 Cleanup + Kontrolle
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
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22. © OPITZ CONSULTING 2019
Use-Case 2: weblogic domain provisionieren und
skalieren (Overview)
Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases
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 Vorbereitung:
 weblogic operator (installiert)
 yaml Files als Grundlage (generiert)
 Container Image (wls domain) existiert
 yaml Beschreibung erörtern
 Domain Erstellung
 Kontrolle, Adminconsole
 Skalierung managed-server
 Upscaling: 1 > 5
 Downscaling: 5 > 2
 Cleanup domain

23. © OPITZ CONSULTING 2019 Seite 23
Herausforderungen Use Cases
 separate lokale Registry um secret Probleme zu
umgehen
 Weblogic operator Konfiguration
 Dashboard without authent
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Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

24. © OPITZ CONSULTING 2019 Seite 24
Fazit
 K8s: moderne dynamische Cluster-Infrastruktur-
Lösung + Trend:
 Vorteile: Container, zustandslos, Skalierung, Lastverteilung, Monitoring,
Deployment über YAML
 K8s-Lösungen stehen On-Premise und als Cloudvarianten zur Verfügung
 Betrachtete Use Cases demonstrieren Funktionalität
 auch Oracle Produkte, hier Weblogic, lassen sich abbilden und betreiben in
K8s
 Wichtig in diesem Kontext!: Lizenzbedingungen beachten!, da Ressourcen
dynamisch genutzt werden
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Kubernetes: Grundlagen und Archtekturbeispiele
ausgewählter Use Cases

25. © OPITZ CONSULTING 2019 Seite 25
Alternativen des Betriebs von Weblogic mit Kubernetes und
Docker
Fragen