Skalierbare Container-Infrastrukturen

Das Handbuch für Administratoren und DevOps-Teams. Inkl. Container-Orchestrierung mit Docker, Rocket, Kubernetes, Rancher & Co.
1. Auflage 2017
ISBN: 978-3-8362-4366-7
Verlag: Rheinwerk Verlag

Buch, Deutsch, 1071 Seiten, Format (B × H): 168 mm x 240 mm

Die nächste Evolutionsstufe der Virtualisierung ist ein Pflichtthema für jedes Unternehmen, dem sich DevOps-Teams und Administratoren stellen müssen: Hochskalierbare und ausfallsichere Microservice-Umgebungen. Continuous Delivery/Integration, flexible Modularisierung, Rolling Upgrades, reibungslose Prozessabläufe und die nahtlose, bei Bedarf automatische Skalierung von Anwendungen müssen bei Entwicklungsprozessen beachtet werden. Mit diesem Praxisbuch verstehen Sie die Konzepte hinter den Technologien und können Container-Infrastrukturen auf Basis von Docker in Verbindung mit Swarm Mode, Kubernetes, Rancher, Mesos / DC/OS und OpenShift planen, aufbauen und orchestrieren. So stellen Sie Software schneller bereit und vereinfachen das Deployment und die Wartung Ihrer Infrastruktur. Damit stellen Sie sicher, dass Ihre IT-Landschaft zukünftigen Anforderungen an Skalierbarkeit und Planungssicherheit gewachsen ist.

Aus dem Inhalt:

- Warum Container? DevOps vs. Infrastruktur-Admin. Microservices und Skalierbarkeit

- Continuous Integration / Continuous Delivery

- DevOps vs. Infrastruktur-Admin, Microservices und Skalierbarkeit

- Container Basics: Namespaces, Portierbarkeit, Sicherheit

- Docker Container: Build, Ship and Run. everywhere? Applikationen im Container, Best Build Practices

- Fortgeschrittene Verwaltung von Docker Containern: Layer, Storage Backends, Volumes und mehr

- Trusted Registry, TLS, LDAP-Anbindung

- Atomic, CoreOS/Container Linux und Rocket

- World of Tiers – Orchestrierungs-Angelegenheiten

- Geclusterte Key/Value Stores, Service Registry und Discovery: consul, etcd, zookepper

- Schwarmintelligenz? Container-Cluster mit Swarm Mode, Docker Data Center

- Planung, Installation, Administration eines Kubernetes-Clusters

- Rancher

- Mesos und DC/OS

- Ausfallsichere und skalierbare Software Defined Storage-Backends für Container-Cluster: Ceph und Gluster

- Wohin führt der Weg

Autoren/Hrsg.

Liebel, Oliver

Fachgebiete

• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Betriebssysteme Virtuelle Maschinen, Virtualisierung

Inhaltsverzeichnis

TEIL I  Brave New World?. 35

  1.  Die neue alte Welt der Virtualisierung. 37

       1.1. Evolution, Beschleunigung und Standbilder. 39

       1.2. Vorbemerkungen. 40

       1.3. Was dieses Buch sein/nicht sein soll. 41

       1.4. Verwendete Plattformen und Versions-Spezifikationen. 43

  2.  Container. 45

       2.1. Warum Container?. 45

       2.2. Microservices. 46

       2.3. Continuous Delivery/Continuous Integration und DevOps. 50

       2.4. Continuous Delivery. 52

       2.5. DevOps: Gewaltenteilung oder Kooperation?. 59

TEIL II  Single Node Container-Systeme. 65

  3.  Container-Plattformen, Basics und Konzepte. 67

       3.1. World of Tiers -- Teil 1. 67

       3.2. Container -- Basics. 68

       3.3. VMs -- obsolet durch Container?. 74

       3.4. Zwischenfazit. 80

       3.5. Container-Lösungen im Überblick. 81

       3.6. Container: eine funktionale Übersicht. 96

  4.  Docker. 99

       4.1. Docker-Versionen. 99

       4.2. Docker-Installation. 103

       4.3. Deinstallation/Upgrade/Umstellung auf andere Storage Backends. 116

       4.4. Docker und systemd-Integration. 116

       4.5. Docker im Betrieb. 118

       4.6. Docker Image-Management -- Basics. 128

       4.7. Trusted Images. 150

       4.8. Betrieb und Management von Docker-Containern. 156

       4.9. Prozessverwaltung im Container. 178

       4.10. Docker Logging. 186

       4.11. Einfache Applikationen im Container. 189

       4.12. Image-Modifikationen commiten und taggen. 193

       4.13. Layer-Strukturen. 199

       4.14. Limitierte Container-Instanzen. 204

       4.15. Dedizierte Docker Image-Stände bauen (docker build) und verwalten. 208

       4.16. Best Build Practices. 231

       4.17. Docker Networking. 235

       4.18. Container miteinander verknüpfen. 262

       4.19. Docker-Compose. 282

       4.20. Docker Storage Driver und Volumes. 296

       4.21. Deep Dive in die Beziehung zwischen Images/Container-Instanzen und dem Storage Driver. 300

       4.22. Storage Driver im Detail. 307

       4.23. Data Sharing mit Docker Volumes. 342

       4.24. Spezielle Volume Plugins. 359

  5.  Docker Security. 371

       5.1. Docker Security: TLS/SSL. 371

       5.2. Docker Security: Content Trust/Notary. 385

       5.3. Docker Security: Vulnerability Scanner. 394

  6.  Die eigene Trusted Docker Registry. 405

       6.1. Die Registry im Detail. 405

       6.2. Vorbereitungen zum Setup. 408

       6.3. Registry Setup-Möglichkeiten. 413

       6.4. Registry-Setup: Vorbereitungen und Betrieb. 416

       6.5. Lokaler Registry-Mirror. 421

       6.6. Docker Registry mit TLS. 424

       6.7. Registry-Authentifizierung. 432

       6.8. Zentrale Registry-Authentifizierung via LDAP/TLS. 438

       6.9. Registry mit AD-Authentifizierung. 452

       6.10. Docker Management -- UIs. 453

  7.  Weitere Container-Plattformen. 455

       7.1. Atomic Host (RHEL/CentOS). 456

       7.2. Docker unter Windows. 463

       7.3. Rocket Science? -- CoreOS/Container Linux. 466

       7.4. SLE MicroOS. 479

       7.5. RancherOS. 479

  8.  Fazit -- Single Node Container-Plattformen. 481

       8.1. Der Wandel. 481

       8.2. 'Die' Container-Plattform?. 481

TEIL III  Skalierbare Container Cluster und Container-Orchestrierung. 483

  9.  Container Cluster -- von Planern und Orchestern. 485

       9.1. Worum es geht -- the Big Picture. 485

       9.2. World of Tiers -- Teil 2. 486

       9.3. Vorbereitungen. 488

       9.4. Pre-Flight Requirements: Zeitsynchronisation. 489

       9.5. Pre-Flight Requirements: pssh. 495

10.  Schlüsselmeister im Container Cluster: Key/Value Stores und Service Registry/Discovery. 499

       10.1. Key/Value Stores. 500

       10.2. Service Discovery/Registry. 502

       10.3. Verfügbare Key Value/Stores im Kurzüberblick. 506

       10.4. Key/Value Store Cluster für Container am Beispiel von Consul. 510

11.  Schwarm.-Intelligenz? Docker Swarm Mode. 525

       11.1. Docker Swarm Mode, Swarmkit, old/native Swarm. oder noch einen Schwarm vergessen?. 525

       11.2. Swarm -- Pre-Flight-Betrachtungen. 529

       11.3. Swarm-Setup. 536

       11.4. Swarm-Administration. 541

       11.5. Swarm Services. 546

       11.6. Rolling Updates im Schwarm. 565

       11.7. Swarm Stacks. 569

       11.8. Label- und Constraint-based Placement. 573

       11.9. Swarm: weitere zu beachtende Punkte. 585

12.  Docker Datacenter, Docker Trusted Registry und CaaS. 587

       12.1. DDC, UCP und DTR im Überblick. 587

       12.2. UCP -- Universal Control Plane. 589

       12.3. UCP-Installation, Setup und weiterer DDC Nodes. 590

       12.4. DTR -- Docker Trusted Registry. 605

       12.5. DTR-Installation. 606

       12.6. Notary/TUF im DDC. 616

       12.7. Image Security in der DTR. 621

       12.8. DDC -- Sonstiges. 622

13.  Kubernetes (K8s). 625

       13.1. Kubernetes (K8s) im Überblick. 625

       13.2. K8s-Komponenten. 630

       13.3. Networking in Kubernetes. 634

       13.4. etcd: Key/Value Store für Kubernetes im Detail. 637

       13.5. etcd-Cluster -- Installation und Setup. 642

       13.6. Flannel CNI für K8s Cluster. 655

       13.7. K8s Single Master-Setup. 664

       13.8. K8s-Worker-Konfigurationen für Single Master. 673

       13.9. Redundante und hochverfügbare K8s Master: Konzepte und Möglichkeiten. 680

       13.10. Vorbereitendes Setup der K8s Master für Hot-Failover. 686

       13.11. Pacemaker-Integration der drei K8s Master. 689

       13.12. Stonith. 709

       13.13. Grundlegende Management-Tasks und Regeln für Pacemaker Cluster. 711

14.  Verstehen und Verwalten von Ressourcen im K8s Cluster. 713

       14.1. Vorbereitungen. 713

       14.2. kubectl. 713

       14.3. Kompose -- Docker Compose-Konverter für K8s. 724

       14.4. Kleine K8s Cluster und Taint Nodes. 725

       14.5. (Worker-)Node-Kapazitäten. 726

       14.6. Ressourcen im K8s Cluster ausrollen. 730

       14.7. Pods. 732

       14.8. Pods und Volumes. 761

       14.9. Pods und ConfigMaps. 780

       14.10. Scale-Out: von Replication Controllern zu ReplicaSets. 783

       14.11. Deployments. 794

       14.12. Namespaces. 804

       14.13. Services. 817

       14.14. PetSets/StatefulSets/Stateful Pods. 849

       14.15. Jobs. 851

       14.16. DaemonSets. 855

       14.17. HPA -- Horizontaler Pod Autoscaler. 860

       14.18. Weitere K8s-Objekte und -Ressourcen. 866

       14.19. K8s-Labels und -Constraints. 868

       14.20. K8s-Authentifizierung und -Autorisierung. 875

15.  The Road Ahead: Kubernetes ab Version 1.5/1.6. 885

       15.1. K8s als rein Pod-basiertes System. 885

       15.2. Setup. 886

       15.3. etcd-Pod-Cluster out-of-the-box?. 902

       15.4. K8s Multimaster und native HA. 906

16.  K8s GUIs/Monitoring: Cockpit, Dashboard und mehr. 909

       16.1. Cockpit. 910

       16.2. K8s-Dashboard. 912

       16.3. fabric8. 914

       16.4. Weave Scope. 916

17.  Federated/Geografisch verteilte K8s Cluster. 919

       17.1. Vorbetrachtungen. 919

18.  K8s: Debugging, Rolling Upgrades, Fazit. 925

       18.1. Debugging/Troubleshooting. 925

       18.2. Rolling Upgrades des K8s Clusters. 926

TEIL IV  Übergreifende Orchestrierungstools für verteilte Container-Infrastrukturen. 929

19.  Rancher. 931

       19.1. Design und Aufgabenbereiche. 932

       19.2. Setup. 933

       19.3. Rancher und K8s. 943

       19.4. Fazit. 944

20.  Ab in die Mesosphäre: DC/OS. 945

       20.1. DC/OS. 945

       20.2. Dienste auf den Mesos Nodes. 949

       20.3. Setup eines DC/OS Clusters. 960

       20.4. Setup-Vorbereitungen. 966

       20.5. Setup. 969

       20.6. DCOS EE -- Authentifizierung und Security. 984

       20.7. DC/OS-CLI. 986

       20.8. DC/OS-Ressourcen-Terminologien und -Konzepte. 990

       20.9. Fazit. 1013

21.  Fazit Container-Orchestrierung. 1015

       21.1. Die Kandidaten im Überblick. 1015

       21.2. Docker Swarm/DDC/EE. 1015

       21.3. Rancher. 1016

       21.4. Kubernetes (K8s). 1016

       21.5. DC/OS. 1017

TEIL V  Software Defined Storage für verteilte Container-Infrastrukturen. 1019

22.  Ab in den Untergrund. 1021

       22.1. SDS und Container. 1021

       22.2. SDS-Funktionsprinzipien. 1023

       22.3. Ceph. 1028

       22.4. Ceph und RADOS. 1029

       22.5. Die Ceph-Daemons im Kurzüberblick: MON, OSD, MDS. 1032

       22.6. Ceph-Bereitstellungsverfahren für Container Cluster. 1035

       22.7. Setup des Ceph Clusters für Container-Storage-Bereitstellung. 1036

       22.8. Ceph als SDS für K8s (RBD). 1041

       22.9. Ceph als SDS für K8s (CephFS). 1048

       22.10. Ceph als SDS für Docker. 1050

       22.11. Ceph als SDS für DC/OS. 1051

       22.12. Grundlegende Ceph Cluster-Designregeln für Produktivumgebungen. 1051

23.  Was war, was ist, was sein wird. 1055

       23.1. Neue Meta-Ebenen und Verkomplizierung. 1055

  Index. 1057

Über Autor(innen)

Liebel, Oliver
Oliver Liebel ist Diplom-Ingenieur der Elektrotechnik und LPI-zertifizierter Linux-Experte. Er ist als Administrator, Berater und IT-Trainer seit vielen Jahren für namhafte Unternehmen tätig und kann dabei auf eine über 15-jährige Berufserfahrung zurückblicken. 2000 machte er sich mit seinem eigenen IT-Unternehmen selbstständig.