Maßnahmen gegen den Wildwuchs bei Kubernetes-Clustern

Vorteile von Kubernetes und Herausforderungen bei der Zahl der Cluster

Kubernetes hat sich in den vergangenen Jahren zum Industriestandard entwickelt, um Container-Umgebungen zu orchestrieren. Die Plattform ermöglicht, Cluster automatisch bereitzustellen, zu verwalten und zu skalieren. Dazu kommen weitere nützliche Funktionen wie die sogenannte Selbstheilung von Containern, intelligentes Load Balancing sowie sicheres Konfigurationsmanagement. Trotzdem bleiben selbst anspruchsvolle Anwendungen portabel und flexibel. Im Kern arbeitet Kubernetes mit einer zweistufigen Architektur: Während die Control Plane für Konfiguration und Planung zuständig ist, stellen Worker Nodes die Rechenkapazitäten bereit, die zum Betrieb der Anwendungen in den Containern notwendig sind.

Allerdings wird die größte Stärke von Kubernetes -- die Leichtigkeit, mit der sich Container erzeugen und ausrollen lassen -- zunehmend auch zu einer Schwäche. Da es so einfach ist, neue Cluster zu erstellen, kommt es immer häufiger zu einem unkontrollierten Wachstum, wenn keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Im Englischen wird dieses Phänomen auch Cluster Sprawl genannt. Es tritt auf, wenn IT-Teams dem verbreiteten Ansatz Probieren geht über Studieren folgen und immer neue Cluster für verschiedenste Projekte oder Initiativen einrichten, ohne sie sauber zu dokumentieren und zu kontrollieren.

Das führt dazu, dass sich immer mehr Unternehmen einer stetig wachsenden Zahl nur schlecht verwalteter, Ressourcen-intensiver Cluster gegenübersehen, die noch dazu schwierig zu überwachen, abzusichern und zu optimieren sind.

Was sorgt für den zunehmenden Wildwuchs bei Kubernetes-Clustern?

Es gibt noch weitere Faktoren, die das unkontrollierte Wachstum von Kubernetes-Umgebungen beeinflussen:

• Einfachste Bereitstellung. Die für Kubernetes charakteristische Einfachheit der Bereitstellung neuer Container wird zu einem Nachteil, wenn sie nicht ordentlich kontrolliert wird.
• Vakuum bei der Steuerung. Wie jeder kritische IT-Service erfordert Kubernetes eine kontinuierliche Abstimmung mit den Zielen des Unternehmens. Diese Anforderung wird aber oft in der Hektik des Alltags übersehen.
• Innovationsdruck. Die für Entwicklung und Bereitstellung zuständigen Teams stehen meist unter enormem Druck, sich immer Neues auszudenken und zeitnah auszurollen. Das kann jedoch dazu führen, dass sie bestehende Richtlinien zum Management der Cluster umgehen, da sie sie als Hemmnisse einstufen.
• Komplexität der Infrastruktur. Hybride sowie Multi-Cloud-Umgebungen erschweren Standardisierung, Monitoring sowie die Anstrengungen zur Einhaltung der Compliance-Vorgaben in größeren Kubernetes-Umgebungen zum Teil erheblich.
• Fehler beim Lifecycle-Management. Die Wahrnehmung einer immer zur Verfügung stehenden schier unerschöpflichen Rechenleistung ermutigt viele IT-Teams, laufend neue Cluster auszurollen und anschließend wieder aufzugeben, ohne dabei an das langfristige Management zu denken. Das gilt ganz besonders für Cloud-Umgebungen.

Jedes Unternehmen sollte daher genau prüfen, wie sich die genannten Faktoren auf seine spezifische Umgebung auswirken. Das gilt ganz besonders in Anbetracht der hohen Bedeutung, die einer schnellen Entwicklungen und Agilität in heutigen Umgebungen zukommt.

Die Folge des Cluster-Wildwuchs

Die potenziellen Auswirkungen eines unkontrollierten Cluster-Wachstums in Kubernetes-Umgebungen gehen aber noch weit über die rein technischen Aspekte hinaus:

• Reduzierte operative Effizienz. Das Management der Umgebungen wird immer aufwändiger, komplizierter und zeitfressender, je mehr neue, nicht standardisierte Cluster angelegt werden.
• Wachsende technische Bürde. Das heutige unkontrollierte Wachstum wird morgen zu einer wachsenden technischen Belastung. Dadurch steigen im Laufe der Zeit die Kosten immer weiter.
• Schwachstellen aus Sicherheitssicht. Nicht miteinander übereinstimmende Konfigurationen über mehrere Cluster hinweg sorgen für Sicherheitslücken und verhindern die Einhaltung der Compliance-Vorgaben.
• Verschwendung von Ressourcen. Nicht mehr benötigte oder mehrfach angelegte Cluster verbrauchen unnötig Rechenleistung, ohne dabei dem Unternehmen noch einen echten Mehrwert zu verschaffen.

Am besorgniserregendsten dürfte aber möglicherweise der Verlust an Transparenz im Unternehmen sein. Firmen, die mit einem Übermaß an Clustern zu kämpfen haben, fehlt es oft auch an einem zuverlässigen Reporting in ihren Kubernetes-Ökosystemen. Dann entstehen jedoch Wahrnehmungslücken mit unbekannten Workloads und nicht verwalteten Ressourcen.

Strategien zur Kontrolle des Wildwuchses bei Kubernetes-Clustern

Unternehmen können den grassierenden Wildwuchs bei ihren Kubernetes-Clustern jedoch mit einigen strukturierten Maßnahmen durchaus wieder in den Griff bekommen. Zunächst sollten Sie ihre Umgebungen standardisieren, definierte Prozesse zum Freigeben neuer Bereitstellungen einführen und Sicherheitsrichtlinien sowie Compliance-Vorgaben strikt durchsetzen. Zusätzlich sollten Sie regelmäßige Überprüfungen einführen, um nicht mehr genutzte Bereitstellungen zu finden und zu deaktivieren. Am besten bauen Sie Ihre Maßnahmen zur Kontrolle der Kubernetes-Umgebung wie ein bewährtes Management-Framework auf, wie sie etwa für kritische Infrastrukturen in den Bereichen Cloud- oder Datenbank-Systeme weit verbreitet sind.

Eine solide Governance-Strategie sollte zudem die folgenden Kernbereiche umfassen:

Standardisierung

Sorgen Sie für eine Standardisierung durch das Festlegen eindeutiger Konfigurationen und stellen Sie fertige Templates sowie Automatisierungs-Skripte mit bewährten Einstellungen bereit.

Monitoring und Auditing

Erstellen Sie klare Richtlinien für Monitoring und Auditing, um Nutzung, Wachstum und Skalierung verfolgen zu können.

Zentralisierte Management-Tools

Setzen Sie insbesondere in großen Kubernetes-Umgebungen zentralisierte Management-Tools ein, mit denen Container verteilt, überwacht und über alle Cluster hinweg sichtbar gemacht werden können. Stellen Sie dabei sicher, dass die verwendeten Tools sowohl On-Premises als auch in Cloud-basierten Umgebungen einsetzbar sind.

Automatisiertes Skalieren

Setzen Sie auf ein automatisches Skalieren der Umgebung, um auch kurzfristig auf steigende oder sinkende Anforderungen reagieren zu können.

Optimale Balance zwischen Kontrolle und Innovation

Das Ziel muss dabei jederzeit sein, die Unabhängigkeit der Entwickler mit dem standardisierten Management in einen Gleichklang zu bringen. Messen Sie den Erfolg Ihrer Maßnahmen daran, wie gut Sie die Aufsicht zentralisieren. Geben Sie den Entwicklern aber trotzdem genug Freiheiten für neue Innovationen. Bleiben Sie effizient, ohne Experimente und den Fortschritt zu behindern.

Behalten Sie die Kontrolle in Ihrer Kubernetes-Umgebung

Die Verbreitung von Kubernetes-basierten Anwendungen geht ungebremst weiter. Rechtzeitig durchgeführte Schritte können dabei verhindern, dass sich anfangs noch kleinere Probleme mit der Zeit zu ernsthaften Schwierigkeiten entwickeln. Mit den beschriebenen Maßnahmen bewahren Sie die Kontrolle und Effizienz, während die Container-Umgebung weiter wächst.