Der zentrale Unterschied zwischen K3S und der klassischen Kubernetes-Installation K8S liegt in der Komplexität und Ressourcennutzung: K3S ist eine leichtgewichtige, vereinfachte Version von Kubernetes, die speziell für ressourcenbegrenzte Umgebungen und Edge-Computing entwickelt wurde, während K8S die vollwertige, standardisierte Kubernetes-Plattform ist.

Was sind K3S und K8S?

K3S ist eine von Rancher Labs entwickelte, leichtgewichtige Kubernetes-Distribution. Sie ist vollständig kompatibel mit K8S-APIs, verzichtet jedoch auf nicht notwendige Komponenten und Tools, um den Ressourcenverbrauch deutlich zu reduzieren. Durch diese Vereinfachung eignet sich K3S ideal für Edge-Computing, IoT-Geräte oder kleine Server, auf denen klassische Kubernetes-Cluster zu ressourcenintensiv wären.

K8S ist die führende Open-Source-Plattform für Container-Orchestrierung und kann als das „klassische Kubernetes“ betrachtet werden. Sie ermöglicht das Verwalten, Skalieren und Automatisieren von containerisierten Anwendungen in großen Produktionsumgebungen. K8S bietet umfangreiche Features wie beispielsweise Self-Healing, Rolling Updates oder Load Balancing. Durch diese Flexibilität eignet sich K8S für Enterprise-Cluster, Cloud-Infrastrukturen und komplexe Microservice-Architekturen, verbraucht jedoch erheblich mehr Ressourcen und erfordert mehr administrative Kenntnisse.

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K8S vs. K3S: Unterschiede

Die Unterschiede im Vergleich K3S vs. K8S lassen sich in mehreren Kernpunkten zusammenfassen.

1. Ressourcenverbrauch

K3S wurde bewusst für Umgebungen mit begrenzten Ressourcen entwickelt. Es verzichtet auf viele Zusatzkomponenten wie Standard-Kubernetes-Controller, Ingress-Controller oder umfangreiche Protokollierungen. Dadurch benötigt ein K3S-Cluster deutlich weniger RAM und CPU-Leistung als ein K8S-Cluster, ohne dass die Kernfunktionen der Container-Orchestrierung verloren gehen. K8S hingegen skaliert für große Cluster und bietet eine vollständige Funktionalität, was den Ressourcenbedarf erheblich erhöht.

2. Installation und Setup

Die Installation von K3S ist stark vereinfacht: Ein einziger Befehl reicht aus, um einen Master-Node oder ein Multi-Node-Cluster aufzusetzen. Standardmäßig sind auch Container-Runtime und Netzwerk-Plugins integriert. K8S benötigt hingegen mehrere Schritte, die Installation von Kubelet, Kube-Proxy, API-Server und weiteren Komponenten sowie die Konfiguration des Netzwerks. Dies macht K8S deutlich komplexer und zeitaufwendiger in der Einrichtung.

3. Feature-Umfang und Komponenten

K3S reduziert bewusst den Funktionsumfang auf die für viele Szenarien notwendigen Kernfeatures. Erweiterungen müssen teilweise manuell hinzugefügt werden. K8S bietet von Haus aus ein vollständiges Set an Features, inklusive umfangreicher APIs, Monitoring, Logging und Integrationen für Cloud-Plattformen. Außerdem umfasst K8S viele externe Abhängigkeiten, darunter etcd zur Speicherung des Cluster-Zustands, sowie separate Komponenten wie kube-apiserver, kube-controller-manager und kube-scheduler. K3S reduziert die Anzahl der nicht essenziellen Komponenten, fasst alles in einem einzigen Binary zusammen und nutzt standardmäßig SQLite anstelle von etcd.

4. Zielumgebung

K3S eignet sich besonders für Edge-Computing, IoT, Test- und Entwicklungsumgebungen oder kleine Produktionssysteme. K8S hingegen ist für große, skalierbare Cluster in Rechenzentren und Cloud-Umgebungen optimiert. Die Wahl hängt stark von der geplanten Workload und den verfügbaren Ressourcen ab.

5. Sicherheit

K8S wurde für Multi-Tenant-Umgebungen und Enterprise-Sicherheit entwickelt und bietet umfangreiche Sicherheitsfunktionen wie rollenbasierte Access Control flexible Optionen zur Verwaltung von Secrets und Verschlüsselung. K3S unterstützt zwar auch rollenbasierte Zugriffskontrolle und Policies, lässt aber einige Sicherheitsfeatures standardmäßig weg, um Ressourcen zu sparen. Dennoch können Sicherheitsmaßnahmen über Kubernetes-native Tools nachgerüstet werden, was K3S für Edge- und Single-Tenant-Umgebungen geeignet macht.

6. Kompatibilität und Community

K3S ist vollständig K8S-kompatibel, aber nicht jede K8S-Erweiterung ist automatisch integriert. Die Community ist kleiner, aber stark fokussiert auf Leichtgewichtigkeit und schnelle Bereitstellung. K8S hat die größte Community im Bereich Container-Orchestrierung, eine umfangreichere Dokumentation und viele unterstützte Erweiterungen.

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Gegenüberstellung: Anwendungsfälle

K3S ist besonders sinnvoll, wenn die Infrastruktur begrenzt ist oder schnelle, einfache Deployments benötigt werden. Typische Szenarien sind daher diverse Edge-Computing-Geräte, kleine Server, IoT-Anwendungen oder Entwicklungs- und Testumgebungen. Auch für einzelne Microservice-Anwendungen oder Projekte mit geringem Umfang und einem begrenzten Bedarf an Skalierbarkeit ist K3S eine effiziente Lösung, da es Speicher und CPU schont.

K8S eignet sich für große Produktionsumgebungen, bei denen hohe Verfügbarkeit, Lastverteilung, Self-Healing und Skalierbarkeit erforderlich sind. Unternehmen setzen K8S ein, um komplexe Microservice-Architekturen zu orchestrieren, Cloud-native Anwendungen zu betreiben oder Cluster über mehrere Rechenzentren zu verwalten. Die Plattform eignet sich auch für Teams, die umfangreiche Monitoring- und Logging-Funktionen, integrierte Policies oder Storage-Integrationen benötigen.

Für hybride Szenarien kann es sinnvoll sein, K3S am Edge oder für Entwicklungsumgebungen zu verwenden und K8S in der Cloud für zentrale Produktions-Cluster. Insgesamt gilt: K3S ist leichtgewichtiger, schneller und ressourcenschonender, K8S umfassender, skalierbarer und besser geeignet für Enterprise-Umgebungen.

Alternativen zu K3S und K8S

Neben K3S und K8S gibt es weitere Kubernetes-Distributionen und Orchestrierungsplattformen, die je nach Einsatzzweck sinnvoll sein können:

  • MicroK8s: MicroK8s ist eine leichtgewichtige Kubernetes-Distribution von Canonical. Sie eignet sich für Entwickelnde, kleine Cluster oder Testumgebungen. MicroK8s ist modular aufgebaut, schnell installierbar und kann bei Bedarf um Add-ons wie DNS oder Monitoring erweitert werden. Durch die Einfachheit können Entwicklerinnen und Entwickler K8S lokal ausprobieren, bevor sie in größere Cluster migrieren.
  • Minikube: Minikube ist speziell für lokale Entwicklungsumgebungen gedacht. Es bietet eine schnelle und unkomplizierte Möglichkeit, Kubernetes auf einem einzelnen Rechner zu starten und containerisierte Anwendungen zu testen. Minikube ist nicht für produktive Cluster geeignet, bietet aber eine gute Möglichkeit, K8S-Features kennenzulernen oder Prototypen zu entwickeln.
  • OpenShift: OpenShift ist eine Kubernetes-basierte Plattform von Red Hat, die zusätzliche Sicherheits- und Enterprise-Features bietet. Sie ist vor allem für große Unternehmen interessant, die standardisierte Kubernetes-Cluster mit zusätzlichen Management- und Sicherheitsfunktionen benötigen. OpenShift kann sowohl lokal als auch in der Cloud betrieben werden.
  • Docker Swarm: Docker Swarm ist eine einfachere Container-Orchestrierungslösung aus dem Hause Docker, die weniger komplex als Kubernetes ist. Sie unterstützt grundlegende Orchestrierungsfunktionen. Swarm eignet sich für kleinere Projekte, bei denen keine komplexe Infrastruktur notwendig, aber Container-Orchestrierung trotzdem gewünscht ist.
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