{"id":71858,"date":"2020-02-28T21:00:08","date_gmt":"2020-02-28T18:00:08","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/patterny-hraneniya-dannyh-v-kubernetes"},"modified":"2020-03-03T16:14:09","modified_gmt":"2020-03-03T13:14:09","slug":"patterny-hraneniya-dannyh-v-kubernetes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/patterny-hraneniya-dannyh-v-kubernetes","title":{"rendered":"Datenablage-Muster in Kubernetes","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Datenablage-Muster<\/a><\/noindex>
\nHallo, Habra!<\/p>\n

Wir erinnern Sie daran, dass wir einen weiteren \u00e4u\u00dferst interessanten und n\u00fctzlichen Buch<\/a><\/noindex> \u00fcber Kubernetes-Patterns. Es fing alles mit \"Patterns<\/a><\/noindex>\" von Brendan Burns an, und unsere Arbeit in diesem Bereich ist \u00fcbrigens in vollem Gange<\/a><\/noindex>. Heute m\u00f6chten wir Ihnen einen Blogartikel von MinIO empfehlen, der die Trends und Besonderheiten der Datenspeicherungs-Patterns in Kubernetes zusammenfasst.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Kubernetes hat die traditionellen Patterns der Anwendungsentwicklung und -bereitstellung grundlegend ver\u00e4ndert. Jetzt kann ein Team nur wenige Tage f\u00fcr die Entwicklung, das Testen und die Bereitstellung einer Anwendung ben\u00f6tigen \u2013 in verschiedenen Umgebungen, und dies alles innerhalb von Kubernetes-Clustern. Diese Vorgehensweise erforderte in fr\u00fcheren Technologiegenerationen in der Regel mehrere Wochen, wenn nicht Monate.<\/p>\n

Diese Beschleunigung wurde durch die Abstraktion, die Kubernetes bietet, erm\u00f6glicht \u2013 das hei\u00dft, Kubernetes selbst verwaltet die Interaktion mit den niedrigstufigen Details physischer oder virtueller Maschinen und erm\u00f6glicht den Benutzern, unter anderem den ben\u00f6tigten Prozessor, den ben\u00f6tigten Speicherplatz und die Anzahl der Containerinstanzen anzugeben. Da eine riesige Community von Entwicklern an Kubernetes arbeitet und der Einsatz von Kubernetes st\u00e4ndig zunimmt, f\u00fchrt es deutlich den Markt aller Container-Orchestrierungsplattformen an.<\/p>\n

Mit der Ausweitung des Einsatzes von Kubernetes w\u00e4chst auch die Verwirrung \u00fcber die darin verwendeten Datenspeicher-Patterns.<\/b><\/i>.<\/p>\n

In der allgemeinen Konkurrenz um ein St\u00fcck vom Kubernetes-Kuchen (d.h. um den Storage) geht die Signalwirkung beim Thema Datenspeicherung in der lauten Ger\u00e4uschkulisse unter.
\nKubernetes verk\u00f6rpert ein modernes Modell der Anwendungsentwicklung und -bereitstellung sowie deren Verwaltung. Dieses moderne Modell trennt die Datenspeicherung von der Berechnung. Um dieses Abtrennen im Kontext von Kubernetes vollst\u00e4ndig zu verstehen, muss man auch verstehen, was Anwendungen sind, die zustandsbehaftet und zustandslos sind, und wie die Datenspeicherung damit zusammenh\u00e4ngt. Hier hat der REST-API-Ansatz, der von S3 verwendet wird, klare Vorteile gegen\u00fcber dem POSIX\/CSI-Ansatz, der typischerweise f\u00fcr andere L\u00f6sungen charakteristisch ist.<\/p>\n

In diesem Artikel sprechen wir \u00fcber die Datenhaltungsmuster in Kubernetes und beleuchten insbesondere den Streit zwischen zustandsbehafteten und zustandslosen Anwendungen, um besser zu verstehen, worin der Unterschied zwischen ihnen besteht und warum dieser wichtig ist. Im weiteren Verlauf des Textes werden Anwendungen und die in ihnen verwendeten Datenhaltungsmuster im Kontext der besten Praktiken f\u00fcr den Umgang mit Containern und Kubernetes behandelt.<\/p>\n

Zustandslose Container<\/h4>\n

\nContainer sind per Definition leichtgewichtig und verg\u00e4nglich. Sie k\u00f6nnen problemlos gestoppt, gel\u00f6scht oder auf einem anderen Knoten bereitgestellt werden \u2013 das alles dauert nur wenige Sekunden. In einem gro\u00dfen Containerorchestrierungssystem finden solche Vorg\u00e4nge st\u00e4ndig statt, und die Benutzer bemerken diese \u00c4nderungen oft nicht einmal. Allerdings sind solche Bewegungen nur m\u00f6glich, wenn der Container keine Abh\u00e4ngigkeiten von dem Knoten hat, auf dem er sich befindet. Solche Container bezeichnet man als zustandslos<\/i>.<\/p>\n

Zustandsbehaftete Container<\/h4>\n

\nWenn ein Container Daten auf lokal angeschlossenen Ger\u00e4ten (oder auf einem Blockger\u00e4t) speichert, muss der Datenspeicher, auf dem er sich befindet, im Falle eines Fehlers zusammen mit dem Container auf einen neuen Knoten verschoben werden. Das ist wichtig, da andernfalls die Anwendung, die im Container l\u00e4uft, nicht korrekt funktionieren kann, da sie auf die Daten zugreifen muss, die auf den lokalen Speichermedien gespeichert sind. Solche Container werden als zustandsbehaftet<\/i>.<\/p>\n

Aus rein technischer Sicht k\u00f6nnen auch zustandsbehaftete Container auf andere Knoten verschoben werden. Dies geschieht normalerweise mithilfe von verteilten Dateisystemen oder blockbasierten Netzwerkspeichern, die an allen Knoten, auf denen Container betrieben werden, angeschlossen sind. Auf diese Weise erhalten Container Zugriff auf Volumes f\u00fcr persistente Datenhaltung, und die Informationen werden auf Festplatten gespeichert, die im gesamten Netzwerk verteilt sind. Diese Methode nenne ich \"zustandsbehafteter Containeransatz<\/i>\", und im weiteren Verlauf des Artikels werde ich ihn der Einheitlichkeit halber so bezeichnen.<\/p>\n

\"Datenablage-Muster
\n
\nBei einem typischen containerbasierten Ansatz mit Speicherung des Zustands werden alle Anwendungspods an ein einziges verteiltes Dateisystem angeheftet \u2013 es entsteht eine Art gemeinsamer Speicher, in dem alle Anwendungsdaten gesammelt werden. Obwohl einige Variationen m\u00f6glich sind, handelt es sich hierbei um einen hochgradig abstrahierten Ansatz.<\/p>\n

Lassen Sie uns nun verstehen, warum der containerbasierte Ansatz mit Speicherung des Zustands in einer cloudorientierten Welt ein Antipattern ist.<\/p>\n

Cloud-orientiertes Anwendungsdesign<\/h4>\n

\nTraditionell verwendeten Anwendungen Datenbanken f\u00fcr die strukturierte Speicherung von Informationen sowie lokale Festplatten oder verteilte Dateisysteme, in die alle unstrukturierten oder sogar halbstrukturierten Daten abgelegt wurden. Als die Menge an unstrukturierten Daten zunahm, erkannten die Entwickler, dass POSIX zu \u201egespr\u00e4chig\u201c war, erhebliche Kosten verursachte und letztendlich die Leistung der Anwendung bei echt gro\u00dfen Skalierungen beeintr\u00e4chtigte.<\/p>\n

Dies trug im Wesentlichen zur Schaffung eines neuen Standards f\u00fcr die Datenspeicherung bei, n\u00e4mlich cloudorientierter Speichersysteme, die \u00fcberwiegend auf REST-APIs basieren und die Anwendung von der l\u00e4stigen Wartung lokaler Datenspeicher befreien. In einem solchen Fall funktioniert die Anwendung faktisch im Modus ohne Speicherung des Zustands (da der Zustand im entfernten Speicher liegt). Moderne Anwendungen werden von Grund auf unter Ber\u00fccksichtigung dieses Faktors entwickelt. In der Regel basiert jede moderne Anwendung, die Daten irgendeiner Art verarbeitet (Protokolle, Metadaten, Blobs usw.), auf der cloudorientierten Paradigmen, bei der der Zustand in ein speziell daf\u00fcr vorgesehenes Softwaresystem verschoben wird. <\/p>\n

Der containerbasierte Ansatz mit Speicherung des Zustands zwingt dieses gesamte Paradigma, genau zu dem zur\u00fcckzukehren, von dem es urspr\u00fcnglich ausgegangen ist! <\/b><\/i><\/p>\n

Bei der Verwendung von POSIX-Schnittstellen zur Speicherung von Daten verh\u00e4lt sich die Anwendung genau so, als ob sie den Zustand speichert, wodurch sie von den wichtigsten Grunds\u00e4tzen des Cloud-orientierten Designs abweicht, n\u00e4mlich von der M\u00f6glichkeit, die Gr\u00f6\u00dfe der Arbeitsstr\u00f6me der Anwendung je nach eingehender Last zu variieren, zu einem neuen Knoten zu migrieren, sobald der aktuelle Knoten ausf\u00e4llt, und so weiter.<\/p>\n

Wenn wir diese Situation genauer betrachten, stellen wir fest, dass wir bei der Wahl des Datenspeichers immer wieder mit dem Dilemma \u201ePOSIX gegen REST API\u201c konfrontiert sind, wobei sich die Probleme von POSIX durch die verteilte Natur von Kubernetes-Umgebungen zus\u00e4tzlich versch\u00e4rfen. Insbesondere<\/p>\n