Container-Orchestrierung

Container-Orchestrierung verteilt, startet, überwacht und skaliert Container auf einem Cluster aus vielen Rechnern. Man beschreibt nur den gewünschten Zielzustand, etwa „drei Kopien dieses Webservers“, und das System stellt ihn her und hält ihn aufrecht. Die bekanntesten Werkzeuge sind Docker Swarm und Kubernetes.

Wozu

In der Praxis bestehen Anwendungen aus Hunderten bis Tausenden Containern auf vielen physischen Servern (Quelle - Docker Bootcamp, Folie 230). Ein Orchestrierungswerkzeug liefert (Folie 231):

• Verfügbarkeit: keine Ausfallzeit, ausgefallene Container werden ersetzt.
• Skalierbarkeit: mehr Kopien bei mehr Last, weitere Server lassen sich nachträglich hinzufügen.
• Absicherung gegen Infrastrukturschäden.

Beide Werkzeuge arbeiten deklarativ: Man legt den Zielzustand fest, das System versucht ihn zu erreichen (Folie 237). Das passt vor allem zu zustandslosen Microservices.

Docker Swarm

Swarm ist in Docker eingebaut, im Prinzip „Docker Compose auf mehreren Hosts“: ein Cluster aus Docker Engines (Folie 230).

• Nodes: Alle Server heissen Nodes. Manager Nodes verteilen die Arbeit, einer davon ist der Leader (Primary Manager). Worker Nodes führen die Aufgaben aus und melden ihren Zustand (Folien 233–234).
• Service = Beschreibung des Zielzustands (z.B. Anzahl Replicas), Task = die Arbeit, ihn herzustellen. Ein Container ist eine Instanz eines Tasks (Folie 237).
• Routing-Mesh: Jeder Node nimmt Anfragen auf dem veröffentlichten Port an und leitet sie an irgendeine Kopie im Cluster weiter, auch wenn auf ihm selbst keine läuft. Das kostet internen Netzwerkverkehr. Mit --mode global öffnet man den Port direkt auf den Servern, muss dann aber selbst für die Lastverteilung sorgen (Folie 242).
• Secrets: Passwörter, die viele Dienste kennen müssen, werden verschlüsselt auf dem Manager gespeichert und im Container als Datei unter /run/secrets/ bereitgestellt, im Arbeitsspeicher (RAM-Disk) (Folien 246–249).
• Configs: Konfigurationsdateien für den Cluster, bis 500 KB, unverschlüsselt. Mit --template-driver golang können Platzhalter wie {{ .Service.Name }} oder {{ env "HALLO" }} ersetzt werden (Folien 249–251).

docker swarm init                      # Swarm mit einem Manager starten
docker node ls                         # Nodes anzeigen
docker service create --replicas 3 -p 8080:80 nginx
docker service ls | ps | update | rm
printf "geheim" | docker secret create top_secret -
docker service create --secret top_secret php:8.1-apache
docker swarm leave --force

Ein echtes Cluster: Der Autor baut eines aus drei Raspberry Pi. Wichtig: alle Rechner unter Linux, im selben Netzwerk, mit Zugriff auf dieselben Images, möglichst stabile Verbindung (Ethernet), feste IP-Adressen für die Manager (Folien 254–255).

Kubernetes

Der mächtigere Standard, beschrieben in Kubernetes: Pods, Deployments, Services, Control Plane.

(Folien 270–271)

Verwandt

• Kubernetes – das verbreitetste Orchestrierungswerkzeug
• Docker Compose – dasselbe auf einem einzelnen Rechner
• Microservices – die Architektur, für die Orchestrierung gedacht ist
• Container – die verteilten Einheiten
• Business Continuity Planning – Verfügbarkeit und Wiederanlauf