Ku­ber­netes Nodes

Ein Ku­ber­netes Node ist ein einzelner Ar­beits­kno­ten in einem Ku­ber­netes-Cluster, der aus In­fra­struk­tur­kom­po­nen­ten besteht, auf der Container-Workloads (Pods) laufen. Dabei stellen Nodes die not­wen­di­gen Res­sour­cen wie Re­chen­leis­tung und Speicher zur Verfügung.

Ku­ber­netes Node: De­fi­ni­ti­on

In einem Ku­ber­netes-Cluster sind Nodes es­sen­zi­el­le Bausteine. Jeder Node stellt eine physische oder virtuelle Maschine dar und bietet Res­sour­cen wie CPU, Ar­beits­spei­cher und Spei­cher­platz. Diese Nodes arbeiten zusammen, um die Container-Workloads auf­zu­neh­men und zu verwalten. Sie über­neh­men Aufgaben wie das Starten, Über­wa­chen und Skalieren von Con­tai­nern, um für eine rei­bungs­lo­se Aus­füh­rung von An­wen­dun­gen zu sorgen.

Ku­ber­netes Nodes sind flexibel ska­lier­bar, da sie je nach Bedarf hin­zu­ge­fügt oder entfernt werden können. Sie un­ter­stüt­zen eine ef­fi­zi­en­te Res­sour­cen­nut­zung und passen sich dynamisch an die An­for­de­run­gen der laufenden An­wen­dun­gen an. Zudem fördert die Ver­tei­lung von Nodes über ver­schie­de­ne Server die Aus­fall­si­cher­heit des Clusters. Durch die kluge Ko­or­di­na­ti­on über Ku­ber­netes Re­pli­ca­Sets und Ku­ber­netes Dae­mon­Sets können Container-An­wen­dun­gen sicher und einfach verwaltet werden.

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Node-Status

Der Node-Status gibt Auskunft über den Zustand eines Ar­beits­kno­tens im Ku­ber­netes-Cluster. Er zeigt an, ob der Node ord­nungs­ge­mäß funk­tio­niert und in der Lage ist, Pods zu hosten.

• Addresses: Die Adressen eines Nodes bieten Einblick in seine Er­reich­bar­keit im Netzwerk. Dazu gehören IP-Adressen, Hostnamen und Ports. Ein Node kann mehrere Adressen haben, und diese sind ent­schei­dend für die Kom­mu­ni­ka­ti­on innerhalb des Clusters.
• Con­di­ti­ons: Die Be­din­gun­gen re­flek­tie­ren den aktuellen Ge­sund­heits­zu­stand des Ku­ber­netes Nodes. Typische Be­din­gun­gen umfassen Ready (Bereit), OutOfDisk (Platz­man­gel), Me­mo­ry­Pres­su­re (Ar­beits­spei­cher­druck) und Disk­Pres­su­re (Fest­plat­ten-Druck). Diese Meldungen geben an, ob Nodes ein­satz­fä­hig sind oder bestimmte Res­sour­cen­knapp­hei­ten auftreten.
• Capacity: Die Kapazität eines Nodes bezieht sich auf die ver­füg­ba­ren Res­sour­cen wie CPU, Ar­beits­spei­cher und Fest­plat­ten­spei­cher. Diese In­for­ma­tio­nen sind wichtig, um zu verstehen, wie viel Ar­beits­last ein Node aufnehmen kann. Ku­ber­netes nutzt diese Daten, um zu ent­schei­den, wo Container platziert werden sollen, basierend auf den Res­sour­cen­an­for­de­run­gen.
• Info: Der In­for­ma­ti­ons­ab­schnitt kann zu­sätz­li­che Details über den Node enthalten, zum Beispiel das Be­triebs­sys­tem, die Kernel- oder Kubelet-Version und andere Metadaten.

Node Heartbeat

He­art­beats senden pe­ri­odisch Sta­tus­in­for­ma­tio­nen an den Ku­ber­netes-Master. Diese Sta­tus­ak­tua­li­sie­run­gen dienen dazu, dem Master mit­zu­tei­len, dass der Node noch verfügbar und ein­satz­be­reit ist.

Im Kontext von Ku­ber­netes gibt es zwei Formen von He­art­beats für Nodes:

• Ak­tua­li­sie­run­gen des .status eines Nodes: Hierbei handelt es sich um re­gel­mä­ßi­ge Sta­tus­ak­tua­li­sie­run­gen, die ein Node an den Ku­ber­netes-Master sendet. Der Status be­inhal­tet In­for­ma­tio­nen über die Ver­füg­bar­keit und den Zustand des Nodes.
• Lease-Objekte im Namespace kube-node-lease: Jeder Node ist mit einem so­ge­nann­ten Lease-Objekt im Namespace kube-node-lease verknüpft. Ein Lease-Objekt ist im We­sent­li­chen eine Art Miet­ver­ein­ba­rung, die vom Node an den Master gesendet wird. Durch diese Lease wird bestätigt, dass der Node nach wie vor aktiv ist und Res­sour­cen im Cluster be­an­sprucht.

Ku­ber­netes Node Ma­nage­ment

Die drei Haupt­kom­po­nen­ten, die zusammen das Node-Ma­nage­ment in einem Ku­ber­netes-Cluster bilden, sind der Node-Con­trol­ler, Kubelet und das Be­fehls­zei­len­tool kubectl.

Node-Con­trol­ler

Der Node-Con­trol­ler ist eine Kern­kom­po­nen­te von Ku­ber­netes, die für die Ver­wal­tung von Nodes zuständig ist. Er überwacht die He­art­beats in Form von Sta­tus­ak­tua­li­sie­run­gen und Lease-Objekten, um si­cher­zu­stel­len, dass die Nodes rei­bungs­los funk­tio­nie­ren. Wenn der Node-Con­trol­ler fest­stellt, dass ein Node nicht mehr aktiv ist und keine He­art­beats empfangen werden, kann er ent­spre­chen­de Maßnahmen ergreifen, wie das Neuplanen von Pods auf anderen ver­füg­ba­ren Nodes. Der Node-Con­trol­ler spielt somit eine zentrale Rolle bei der Auf­recht­erhal­tung der Ver­füg­bar­keit und In­te­gri­tät des Node-Pools im Ku­ber­netes-Cluster.

Kubectl

kubectl ist ein Be­fehls­zei­len­tool, durch das Be­nut­ze­rin­nen und Benutzer mit einem Ku­ber­netes-Cluster in­ter­agie­ren. Mit kubectl können Sie Befehle an den Ku­ber­netes-Master senden, um Res­sour­cen im Cluster zu erstellen, zu über­wa­chen, zu ak­tua­li­sie­ren und zu löschen. Das Tool ist viel­sei­tig und er­mög­licht die Ver­wal­tung von De­ploy­ments, Services, Pods, Con­fig­Maps und anderen Ku­ber­netes-Objekten.

Kubelet

Kubelet ist auf jedem Ku­ber­netes Node im Cluster vorhanden und ver­ant­wort­lich für die Kom­mu­ni­ka­ti­on zwischen dem Node und dem Master. Die Haupt­auf­ga­be des Kubelets besteht darin, zu kon­trol­lie­ren, dass Container-Pods gemäß den An­wei­sun­gen des Ku­ber­netes-Masters gestartet, überwacht und beendet werden.

Im Ku­ber­netes-Tutorial zeigen wir Ihnen, wie Sie Ihr eigenes Ku­ber­netes-Cluster ein­rich­ten können.