{"id":2059,"date":"2023-05-24T10:24:00","date_gmt":"2023-05-24T10:24:00","guid":{"rendered":"https:\/\/thriving-sanctuary.dbc4320.deploio.app\/vcluster-a-virtual-kubernetes-cluster\/"},"modified":"2024-07-12T13:44:05","modified_gmt":"2024-07-12T13:44:05","slug":"vcluster-a-virtual-kubernetes-cluster","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/archive.5fcf01f.deploio.app\/de\/vcluster-a-virtual-kubernetes-cluster\/","title":{"rendered":"vcluster: Ein virtueller Kubernetes Cluster"},"content":{"rendered":"\n<p>Da immer mehr Developer mit dem Deployment auf Kubernetes vertraut sind, steigt das Bed\u00fcrfnis nach einer besseren Isolierung zwischen Tenants. Reicht es aus, einfach nur Zugriff auf einen Namespace in einem Cluster zu haben?<\/p>\n\n\n\n<p>Ich w\u00fcrde sagen, dass es in den meisten Anwendungsf\u00e4llen f\u00fcr das Deployment von Apps in die Produktionsumgebung gen\u00fcgt. Wenn Sie aber dynamische Test-Umgebungen wollen oder Ihre GitLab Builds auf einem bestimmten Set an Nodes planen, kann es schnell relativ komplex werden, dies sicher auf dem gleichen Cluster wie Ihre Produktions-Apps aufzusetzen. Es ist zwar m\u00f6glich, einen komplett separaten Cluster daf\u00fcr zu nutzen, aber das Setup dauert lange und ist bei Nutzung eines komplett gemanagten Clusters \u00fcblicherweise recht teuer.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Kubernetes&nbsp;<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/github.com\/kubernetes-sigs\/multi-tenancy\" target=\"_blank\">Mutli-Tenancy SIG (Special Interest Group)<\/a>&nbsp;testet seit einiger Zeit Prototypen einer&nbsp;<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/github.com\/kubernetes-sigs\/cluster-api-provider-nested\/tree\/main\/virtualcluster\" target=\"_blank\">virtuellen Kubernetes Cluster Implementierung<\/a>. Diese sind allerdings immer experimentell und begrenzt geblieben. Das&nbsp;<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/vcluster.com\/\" target=\"_blank\">vcluster<\/a>&nbsp;Projekt hat zum Ziel, diese M\u00e4ngel anzusprechen, indem es eine \u00e4hnliche Architektur verwendet, aber bereits seit der fr\u00fchesten Realisierung umfangreiche Features bietet und eine sehr gute Dokumentation hat.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Grundkonzept eines vclusters ist, dass er einen kube-apiserver innerhalb eines Pods auf dem Host-Cluster startet. Eine Syncer-Komponente stellt dann sicher, dass bestimmte Ressourcen zwischen dem vcluster und dem Host-Cluster synchronisiert werden, damit die bestehende Infrastruktur und vorhandenen Services auf dem Host-Cluster wiederverwendet werden k\u00f6nnen. Wenn Sie zum Beispiel ein Speichervolumen (PVC) auf dem vcluster anfragen, wird dieser mit dem Host-Cluster synchronisiert, auf dem die bestehende Speicher-Implementierung die Erstellung des tats\u00e4chlichen Volumens \u00fcbernimmt, ohne dass daf\u00fcr komplizierte CSI-Treiber auf Ihrem vcluster installiert werden m\u00fcssen. Sie erhalten die dynamische Volumen-Bereitstellung praktisch \u201eumsonst\u201c. Dies gilt auch f\u00fcr andere Aspekte wie etwa Load Balancers, Ingresses, etc. Ihre auf dem vcluster erstellten Workloads (Pods) k\u00f6nnen ausserdem die auf dem Host-Cluster bestehenden Nodes nutzen. Es besteht allerdings ebenso die Option, die Workloads noch weiter zu isolieren. Dazu werden alle im vcluster bestehenden Workloads auf dedizierten Nodes des Host-Clusters ausgef\u00fchrt. Auch bei Nine werden vcluster auf diese Weise aufgesetzt. Sie m\u00fcssen sich also keine Sorgen machen, dass Sie sich einen Node mit anderen Tenants teilen m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n<p>Quelle vcluster:&nbsp;<a href=\"https:\/\/www.vcluster.com\/docs\/what-are-virtual-clusters\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">vcluster.com<\/a><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Anwendungsf\u00e4lle f\u00fcr vcluster<\/strong><a href=\"https:\/\/www.nine.ch\/de\/blog\/vcluster#anwendungsf%C3%A4lle-f%C3%BCr-vcluster\"><\/a><\/h2>\n\n\n\n<p>Wie Sie vcluster verwenden, ist nat\u00fcrlich ganz Ihnen \u00fcberlassen. Hier finden Sie einige Anwendungsf\u00e4lle, die uns eingefallen sind:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>CI\/CD:<\/strong>&nbsp;Durch die Geschwindigkeit, mit der vcluster erstellt und gel\u00f6scht werden k\u00f6nnen, ebenso wie ihre geringen Kosten, sind sie gut als CI\/CD-Pipelines geeignet, um Ihre App-Deployments durchg\u00e4ngig zu testen.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Testen neuer Kubernetes-API-Versionen:<\/strong>&nbsp;Wir zielen darauf ab, Ihnen immer die aktuellsten Kubernetes-Releases in vcluster bereitzustellen, damit Sie Ihre Apps fr\u00fchzeitig in Bezug auf neue API-Versionen gegentesten k\u00f6nnen.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Gut isolierte und kosteneffiziente Umgebungen:<\/strong>&nbsp;F\u00fcr Staging- und Entwicklungsumgebung k\u00f6nnen eigene vcluster genutzt werden, um sie st\u00e4rker von der Produktionsumgebung zu isolieren, statt mehrere Namespaces auf einem einzigen NKE-Cluster zu verwenden.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Testen neuer CRD-Versionen und Operators:<\/strong>&nbsp;Neue CRDs und\/oder Operators k\u00f6nnen leicht auf einem tempor\u00e4ren vcluster getestet werden. Sie wollen cert-manager upgraden und herausfinden, ob Ihre Zertifikate weiterhin signiert werden? Ein vcluster kann Ihnen dabei helfen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><a href=\"https:\/\/www.nine.ch\/de\/blog\/vcluster#wie-wir-vcluster-nutzen\"><\/a>Wie wir vcluster nutzen<\/h2>\n\n\n\n<p>Bei Nine suchen wir kontinuierlich nach neuen Software-Tools, die uns bei der L\u00f6sung bestimmter Probleme helfen k\u00f6nnen. Das bedeutet, dass wir oft etwas auf einen Kubernetes-Cluster deployen m\u00fcssen und ihn nach dem Testen wieder zerst\u00f6ren m\u00fcssen. In der Vergangenheit haben wir dazu lokale Cluster wie&nbsp;<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/kind.sigs.k8s.io\/\" target=\"_blank\">kind<\/a>&nbsp;oder&nbsp;<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/minikube.sigs.k8s.io\/\" target=\"_blank\">Minikube<\/a>&nbsp;genutzt. Bei einer grossen Menge an Software m\u00fcssen dazu allerdings Workarounds verwendet werden. So muss man das \u00fcblicherweise versteckte Flag \u201eallow insecure TLS\u201c finden, da es nicht einfach ist, ein vertrauensw\u00fcrdiges TLS-Zertifikat in den tempor\u00e4ren kind-Cluster zu bekommen. Oder man will seinen Prototyp mit anderen Team-Mitgliedern teilen. Dabei wird es recht schwierig, die lokal laufenden Applikationen im Internet sichtbar zu machen. Hier bietet ein vcluster die Vorteile beider Welten, da man innerhalb weniger Sekunden einen (fast) kompletten Cluster erh\u00e4lt.<\/p>\n\n\n\n<p>Ein weiterer Anwendungsfall ist der Betrieb der Staging-Umgebung f\u00fcr unsere API und Controller. Wir machen starken Gebrauch von CRDs, wobei es dadurch schwierig ist, einen mehrfach genutzten Cluster zu verwenden. Da wir aber nur einige Pods f\u00fcr die Controller betreiben, w\u00e4re auch ein kompletter Cluster unwirtschaftlich.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><a href=\"https:\/\/www.nine.ch\/de\/blog\/vcluster#vergleich-zu-nke\"><\/a>Vergleich zu NKE<\/h2>\n\n\n\n<p>Wir sehen vcluster als erg\u00e4nzendes Tool zu unseren Fully Managed NKE Clustern. Der API Server eines vclusters hat nicht die gleiche Ausfallsicherheit wie ein vollst\u00e4ndiger Kubernetes Cluster wie NKE. Ein kurzer Ausfall des API Servers bringt aber in der Regel keinen Ausfall Ihrer Applikation mit sich. Diese Vergleichstabelle sollte Ihnen eine \u00dcbersicht \u00fcber die wesentlichen Unterschiede bieten:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><thead><tr><th>&nbsp;<\/th><th>NKE<\/th><th>vcluster<\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td>Service Type Load Balancer<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2713<\/td><\/tr><tr><td>Persistent Storage (RWO)<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2713<\/td><\/tr><tr><td>Ingress<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2713<\/td><\/tr><tr><td>Autoscaling<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2713<\/td><\/tr><tr><td>Argo CD Integration<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2713<\/td><\/tr><tr><td>NKE Maschinentypen<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2713<\/td><\/tr><tr><td>Dedizierte Worker Nodes<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2713<\/td><\/tr><tr><td>Dedizierte HA Control-Plane Nodes<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2717<\/td><\/tr><tr><td>Cluster Add-ons<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2717<\/td><\/tr><tr><td>Automatisches Backup<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2717<\/td><\/tr><tr><td>Verf\u00fcgbarkeitsgarantie (SLA)<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2717<\/td><\/tr><tr><td>Cluster-Geb\u00fchr<\/td><td>\u2713<\/td><td>\u2717<\/td><\/tr><tr><td>Schnelle Erstellungszeit (&lt;~2 min)<\/td><td>\u2717<\/td><td>\u2713<\/td><\/tr><tr><td>Cluster Admin<\/td><td>\u2717<\/td><td>\u2713<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Erste Schritte<\/h2>\n\n\n\n<p>vcluster k\u00f6nnen im&nbsp;<a href=\"https:\/\/cockpit.nine.ch\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Cockpit<\/a>&nbsp;erstellt werden, aber wir haben sie auch zu unserer&nbsp;<a href=\"https:\/\/github.com\/ninech\/nctl\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">CLI Utility<\/a>&nbsp;hinzugef\u00fcgt, um Ihnen eine \u00e4hnliche User-Erfahrung wie bei kind zu bieten und CI\/CD-Workflows zu unterst\u00fctzen. Sie k\u00f6nnen einen neuen vcluster mit nur einem Befehl erstellen.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-syntaxhighlighter-code \"><pre class=\"brush: bash; title: ; notranslate\" title=\"\">\n$ nctl create vcluster\n \u2713 created vcluster &quot;grown-velocity&quot;\n \u2713 waiting for vcluster to be ready \u23f3\n \u2713 vcluster ready \ud83d\udc27\n \u2713 added grown-velocity\/nine to kubeconfig \ud83d\udccb\n \u2713 logged into cluster grown-velocity\/nine \ud83d\ude80\n$ nctl get clusters\nNAME                       NAMESPACE       PROVIDER    NUM_NODES\ngrown-velocity             nine            vcluster    1\n\nS\n<\/pre><\/div>\n\n\n<p>Standardm\u00e4ssig wird Ihrem vcluster ein zuf\u00e4llig ausgew\u00e4hlter Name verliehen und ein einzelner Node erstellt, der diesem vcluster spezifisch zugeteilt ist. All das kann mithilfe von Flags konfiguriert werden. Nutzen Sie&nbsp;<code><mark style=\"background-color:rgba(0, 0, 0, 0)\" class=\"has-inline-color has-black-color\">nctl create vcluster -h<\/mark><\/code>, um einen \u00dcberblick aller verf\u00fcgbarer Flags zu erhalten.<\/p>\n\n\n\n<p>Nun k\u00f6nnen Sie beginnen, Ihren vcluster genauso wie jeden anderen Kubernetes Cluster zu nutzen.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-syntaxhighlighter-code \"><pre class=\"brush: bash; title: ; notranslate\" title=\"\">\n$ kubectl get ns\nNAME              STATUS   AGE\nkube-system       Active   47s\nkube-public       Active   47s\nkube-node-lease   Active   47s\ndefault           Active   47s\n\n$ nctl delete vcluster grown-velocity\ndo you really want to delete the vcluster &quot;grown-velocity\/nine&quot;? &#x5B;y|n]: y\n \u2713 vcluster deletion started\n \u2713 vcluster deleted \ud83d\uddd1\n<\/pre><\/div>\n\n\n<p>Haben Sie weitere Fragen?<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Da immer mehr Developer mit dem Deployment auf Kubernetes vertraut sind, steigt das Bed\u00fcrfnis nach einer besseren Isolierung zwischen Tenants. 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