{"id":3249,"date":"2024-07-17T08:09:19","date_gmt":"2024-07-17T07:09:19","guid":{"rendered":"https:\/\/archive.5fcf01f.deploio.app\/?p=3249"},"modified":"2025-10-29T08:43:19","modified_gmt":"2025-10-29T07:43:19","slug":"vcluster-how-is-it-used-and-a-comparison-to-nke","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/archive.5fcf01f.deploio.app\/de\/vcluster-how-is-it-used-and-a-comparison-to-nke\/","title":{"rendered":"vCluster: Wie es verwendet wird und ein Vergleich mit NKE"},"content":{"rendered":"\n

Was ist vCluster?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Ein virtueller Cluster ist ein vollumf\u00e4nglicher Kubernetes-Cluster, der auf einem anderen Kubernetes-Cluster l\u00e4uft. Der Fokus liegt dabei einzig auf Kernkomponenten<\/strong>. Dazu geh\u00f6ren der API-Server<\/a> und Controller Manager<\/a> sowie ein flexibles Speicher-Backend. Standardm\u00e4ssig<\/a> verwendet vCluster zum Speichern Embedded SQLite<\/a>, was sowohl Sicherheit als auch Effizienz garantiert. Abh\u00e4ngig von individuellen Bed\u00fcrfnissen k\u00f6nnen sich Nutzer jedoch auch f\u00fcr Alternativen wie etwa PostgreSQL<\/a>, MySQL<\/a>, MariaDB<\/a> oder etcd<\/a> entscheiden. Ausserdem bietet vCluster die Flexibilit\u00e4t eines integrierten Schedulers<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4hrend vCluster standardm\u00e4ssig <\/strong>k3s<\/strong><\/a> als virtuellen Kubernetes-Cluster verwendet, ist das Tool nicht von einer bestimmten Distribution abh\u00e4ngig<\/a>. Dadurch ist vCluster mit anderen zertifizierten Kubernetes-\u00abFlavors\u00bb wie etwa Vanilla k8s oder k0s<\/a> kompatibel. Diese Flexibilit\u00e4t erm\u00f6glicht es Nutzern, genau die Distribution auszuw\u00e4hlen, die ihre Bed\u00fcrfnisse am besten erf\u00fcllt, ohne dabei Abstriche machen zu m\u00fcssen, was die Simplizit\u00e4t und Effizienz betrifft, die von der minimalistischen Architektur des vClusters geboten wird.<\/p>\n\n\n\n

vClusters laufen als eigene Pods mit zwei notwendigen Containern<\/strong>: Control Plane<\/a> und Syncer<\/a>. Mit der Control Plane werden die Kubernetes-Hauptkomponenten orchestriert. Der Syncer synchronisiert Daten zwischen dem virtuellen Cluster und dem Host-Cluster<\/strong>. Da vCluster auf einem anderen Kubernetes-Cluster \u2013 dem sogenannten Host-Cluster \u2013 l\u00e4uft, nutzt der virtuelle Cluster dessen Infrastruktur, bietet aber gleichzeitig eine eigene, isolierte Umgebung f\u00fcr kontainerisierte Workloads. Er wird einfach als regul\u00e4res StatefulSet<\/strong> in einem ihm zugeordneten Namespace des Host-Clusters deployed. Beachtenswert ist dabei, dass alles, was im vCluster erstellt wird, entweder dort oder im Namespace des Host-Clusters liegt, was eine klare Abgrenzung<\/strong> erm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n

Minimalistische Architektur<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Synchronisierte Ressourcen<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Wenn Pods<\/strong> im virtuellen Cluster initiiert werden, findet zun\u00e4chst eine Umwandlung statt, bevor sie im Namespace landen, der dem virtuellen Cluster im Host-Cluster zugeordnet ist. Bei diesem Prozess werden die Pod-Spezifikationen angepasst, um mit den Namespace-Konventionen des Host-Clusters \u00fcbereinzustimmen. Der Name des Pods wird dadurch l\u00e4nger. Beispielsweise wird der Pod nginx-76d6c9b8c-57xk5, der im Namespace nginx im vCluster my-vcluster erstellt wurde, im Host-Cluster zu nginx-76d6c9b8c-57xk5-x-nginx-x-my-vcluster. \u00c4hnlich werden auch Services<\/strong> und Endpoints<\/strong> des virtuellen Clusters angepasst und im entsprechenden Namespace des Host-Clusters deployed.<\/p>\n\n\n\n

Bei der Koordination zwischen virtuellen und Host-Clustern werden auch Service-Cluster-IPs<\/strong> geteilt. Diese gemeinsame Infrastruktur vereinfacht die Netzwerkkonfiguration und verbessert das Zusammenspiel.<\/p>\n\n\n\n

Da der Syncer des virtuellen Clusters alle Pods mit dem Host-Cluster synchronisiert, k\u00f6nnen Nutzer problemlos die Speicherklassen des Host-Clusters nutzen, um PVCs<\/strong> zu erstellen und PersistentVolumes hinzuzuf\u00fcgen. Standardm\u00e4ssig erm\u00f6glicht vCluster Zugriff auf die Speicherklassen des Hosts, ohne dass diese in der vCluster-Umgebung dupliziert werden m\u00fcssen, was das Speichermanagement verbessert und die Flexibilit\u00e4t erh\u00f6ht.<\/p>\n\n\n\n

Bestimmte Ressourcen werden synchronisiert, w\u00e4hrend andere auf den virtuellen Cluster beschr\u00e4nkt werden. ConfigMaps und Secrets gehen etwa nahtlos auf den Host-Cluster \u00fcber, insofern sie zu Pods hinzugef\u00fcgt werden. Alle anderen ConfigMaps oder Secrets verbleiben jedoch allein im virtuellen Cluster, um sicherzustellen, dass sie isoliert und eingekapselt sind. Beachtenswert ist, dass Deployments<\/strong>, StatefulSets<\/strong>, Custom Resource Definitions (CRDs<\/strong>), ServiceAccounts und \u00e4hnliche Ressourcen nicht synchronisiert werden und eigenst\u00e4ndig bleiben. Diese selektive Synchronisationsstrategie erm\u00f6glicht eine effiziente Ressourcennutzung und h\u00e4lt die Abgrenzung zwischen virtuellem und Host-Cluster aufrecht. Eine vollst\u00e4ndige Liste aller Ressourcen, die von vCluster (aktuell) synchronisiert oder widergespiegelt werden k\u00f6nnen, findet sich in der Dokumentation<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Designprinzipien von vCluster<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Der Architektur von vClusters liegen ausgekl\u00fcgelte Designprinzipien zugrunde, die jeweils darauf abzielen, eine effiziente Kubernetes-Erfahrung zu bieten. Ein Hauptargument f\u00fcr vCluster ist, dass es so leichtgewichtig<\/strong> wie m\u00f6glich ist. Um dies zu erreichen, ist der gesamte vCluster in einem einzigen Pod enthalten, w\u00e4hrend k3s als Control Plane genutzt wird. Dieser minimalistische Ansatz stellt sicher, dass die Verwendung eines virtuellen Clusters die zugrundeliegende Infrastruktur kaum belastet und gleichzeitig eine maximale Ressourcennutzung erm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n

Egal, ob Workloads in einem vCluster oder in verschachtelten vClusters laufen, sie ben\u00f6tigen immer die gleiche Rechenleistung<\/strong> und erm\u00f6glichen den gleichen Zugang zu Persistent Storage und Netzwerkleistung wie Workloads, die direkt auf dem Host-Cluster laufen.<\/p>\n\n\n\n

Ausserdem reduziert vCluster die Belastung des Kubernetes API Servers <\/strong>des Host-Clusters, <\/strong>da High-Level-Ressourcen im vCluster verbleiben. Es wird ein separater API-Server und Datenspeicher einzig f\u00fcr den vCluster verwendet, w\u00e4hrend nur wichtige Low-Level-Ressourcen mit dem darunter liegenden Cluster synchronisiert werden. Dadurch reduziert vCluster API-Server-Requests auf ein Minimum und optimiert Leistung und Skalierbarkeit.<\/p>\n\n\n\n

Zu guter Letzt priorisiert vCluster flexible Bereitstellungs- und Cleanup-<\/strong>Prozesse und bietet damit eine ganze Reihe an Deployment-Optionen wie etwa vCluster CLI, Helm oder kubectl (mehr Informationen dazu im Artikel Deploy vCluster<\/a>). Mithilfe eines simplen StatefulSet + Service Deployment-Modells kann vCluster nahtlos in bestehende Kubernetes-Tools integriert werden und in verschiedenen Umgebungen s\u00e4mtliche Prozesse f\u00fcr Nutzer vereinfachen.<\/p>\n\n\n\n

Interesssante Fakten<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

vCluster bietet einige interessante Eigenschaften, mit denen sich das Tool von klassischen Cluster-Management-L\u00f6sungen abhebt. Ein beachtenswertes Feature ist die M\u00f6glichkeit, einen vCluster innerhalb eines weiteren vClusters zu betreiben. Diese Verschachtelung nennt sich vCluster Nesting. Sie erm\u00f6glicht die Erstellung hierarchischer Kubernetes-Umgebungen und bietet somit mehr Flexibilit\u00e4t und Skalierbarkeit denn je zuvor. Mit vCluster Nesting k\u00f6nnen Nutzer mehrere Ebenen von Kubernetes-Clustern in einer einzigen Infrastruktur deployen und verwalten. Dies erleichtert komplexe Deployments und erm\u00f6glicht innovative Anwendungsm\u00f6glichkeiten. Bei Interesse an diesem Thema empfehle ich, mit diesem Artikel zu beginnen: Running Nested clusters in Kubernetes using vCluster<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Interessant ist auch, wie vCluster Ressourcen auflistet: Dies geschieht aktuell nach Alter. Warum? k3s<\/a> verwendet Kine<\/a> (etcdshim \u00fcbersetzt dabei etcd API in z. B. SQLite). Kine sortiert die Keys dabei nicht auf die gleiche Weise wie etcd, aber ich glaube nicht, dass das irgendwo garantiert wird <\/em>(siehe GitHub Thread Results of kubectl commands not sorted<\/a>). So ist zumindest der aktuelle Stand. Allerdings wird im Moment an der Umsetzung des Implicit Kubernetes-ETCD Contract<\/a> gearbeitet (weitere Infos: On the Hunt for Etcd Data Inconsistencies – Marek Siarkowicz, Google<\/a>). Vielleicht erwarten uns daher in Zukunft coole Updates in diesem Bereich. Aktuell ist der Vorschlag f\u00fcr die Anzeige von Ressourcen jedoch folgender: Objekte, die als Antwort aufgelistet werden, m\u00fcssen lexikalisch nach ihrem Namen geordnet werden<\/em>. Meiner Meinung nach sollte diese Regel ab sofort befolgt werden. \ud83d\ude09<\/p>\n\n\n\n

Tipps<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Mit einigen Tipps kann die Leistungsf\u00e4higkeit bei Verwendung einer vCluster-Umgebung optimiert werden. Zun\u00e4chst besteht die M\u00f6glichkeit, einen separaten vCluster Scheduler zu nutzen. Dieses Feature ist zwar verf\u00fcgbar, es sollte aber deaktiviert werden \u2013 besonders wenn Autoscaling genutzt wird. Die Deaktivierung hat zwar auch Nachteile, aber der Erhalt der Autoscaling-Funktion ist in den meisten F\u00e4llen wichtiger als die Vorteile eines separaten Schedulers. Weitere Einblicke in dieses Thema finden sich in der Dokumentation zu Virtual Schedulers<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Ausserdem k\u00f6nnen einige vCluster Ressourcen mit Ihrer \u00abnormalen\u00bb Infrastruktur geteilt werden, sodass strenge Kontrollen und Sicherheitsmassnahmen n\u00f6tig werden. Dabei ist es von wesentlicher Bedeutung, dass sensible Daten oder Ressourcen nicht aus der vCluster Umgebung eingesehen werden k\u00f6nnen, um dem m\u00f6glichen Risiko eines unbefugten Zugriffs oder einer Datensicherheitsverletzung entgegenzuwirken.<\/p>\n\n\n\n

Vorteile<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

vCluster bietet Nutzern volle Admin-Zugriffsrechte, sodass sie etwa Custom Resource Definitions (CRDs) deployen oder Namespaces erstellen k\u00f6nnen. Dieses starke Mass an Kontrolle erleichtert eigene Konfigurationen und Tunings und unterst\u00fctzt so eine Reihe an Deployment-Szenarien. <\/p>\n\n\n\n

Durch die Leichtgewichtigkeit der virtuellen Cluster, die ihre Ressourcen mit dem zugrundeliegenden Host-Cluster teilen, k\u00f6nnen mit vCluster ausserdem erhebliche Kosteneinsparungen realisiert werden.<\/p>\n\n\n\n

Im Vergleich zu Alternativen wie etwa KinD, K3d und Minikube zeigt sich die \u00dcberlegenheit von vCluster in den Punkten Schnelligkeit und Effizienz \u2013 besonders in lokalen Entwicklungsumgebungen. Dieses Thema wird im Artikel How Virtual Kubernetes Clusters Can Speed Up Your Local Development<\/a> n\u00e4her behandelt und das Potenzial von vCluster hervorgehoben, Entwicklungszyklen zu beschleunigen und Kubernetes\u2013Workflows zu vereinfachen. Insgesamt bietet vCluster damit eine vollumf\u00e4ngliche L\u00f6sung f\u00fcr die Kubernetes-Orchestrierung, indem es eine starke Leistung, Effizienz und Sicherheit vereint, um auf die unterschiedlichen Bed\u00fcrfnisse moderner Deployment-Umgebungen einzugehen.<\/p>\n\n\n\n

Use Cases<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

vCluster ist eine vielseitige L\u00f6sung und eignet sich f\u00fcr eine ganze Reihe an Use Cases.<\/p>\n\n\n\n

Ein h\u00e4ufiger Use Case ist dabei der Einsatz in Entwicklungsumgebungen \u2013 sowohl f\u00fcr lokale als auch f\u00fcr Remote-Anwendungsf\u00e4lle. Durch die leichtgewichtigen und isolierten Cluster erm\u00f6glicht vCluster ein schnelles Iterieren und Experimentieren, sodass Entwickler-Applikationen leicht erstellen und testen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Ausserdem eigner sich vCluster hervorragend f\u00fcr End-to-End-Tests (E2E) und bietet damit eine gute Umgebung f\u00fcr die \u00dcberpr\u00fcfung des Applikationsverhaltens und der Funktionalit\u00e4t bei verschiedenen Deployment-Konfigurationen.<\/p>\n\n\n\n

Daneben hat sich vCluster beim Testen verschiedener Kubernetes-Versionen als wertvoll erwiesen. Denn Nutzer k\u00f6nnen damit die Kompatibilit\u00e4t und Leistung unterschiedlicher Releases bestimmen. Diese Vielseitigkeit erm\u00f6glicht es Unternehmen, ihre Applikationen und ihre Infrastruktur zukunftssicher zu machen, indem sie sicherstellen, dass diese mit zuk\u00fcnftigen Kubernetes-Updates kompatibel sein werden.<\/p>\n\n\n\n

vCluster kann auch als wertvolles Tool f\u00fcr Trainings, Workshops und Demo-Cluster dienen. Durch die Leichtgewichtigkeit und einfache Bereitstellung bieten die virtuellen Cluster die ideale Plattform, um Kubernetes-Konzepte vorzustellen und praxisorientierte Schulungen durchzuf\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

vCluster geht auf die Herausforderungen der Multitenancy in Kubernetes-Umgebungen ein und stellt eine grossartige Alternative zu klassischen, Namespace-basierten Isolierungen dar. Wie der Artikel Why Namespaces aren’t Good Enough<\/a> hervorhebt, bietet vCluster robuste Isolierungsmechanismen, die nicht den Beschr\u00e4nkungen von Namespaces unterliegen. So k\u00f6nnen sichere und effiziente Multitenant-Deployments garantiert werden.<\/p>\n\n\n\n

vClusters erleichtern auch die Isolierung bestimmter Ressourcen, die sich global im Cluster befinden, wie der Artikel Why use Virtual Kubernetes Clusters?<\/a> erl\u00e4utert. Dadurch k\u00f6nnen Nutzer Ressourcen effektiv verwalten und sichern, die sich nicht mithilfe von Namespace-basierten Ans\u00e4tzen isolieren lassen. Damit steigt die Sicherheit von Kubernetes-Deployments insgesamt.<\/p>\n\n\n\n

vCluster im Vergleich zu NKE<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

vCluster bietet eine Alternative zu NKE<\/a>-basierten Kubernetes-Clustern und eignet sich f\u00fcr verschiedene Use Cases, hat aber auch seine Grenzen. Mit vCluster k\u00f6nnen Kubernetes-Cluster preisg\u00fcnstiger angeboten werden, auch wenn dabei einige Abstriche bei Verf\u00fcgbarkeitsgarantien und Managed Add-ons gemacht werden m\u00fcssen. Weitere Details (und ein detaillierterer Vergleich) finden Sie in unserer Dokumentation unter Kubernetes-Cluster als vCluster<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Weitere Infos ben\u00f6tigt?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n