Warum etwas Einfaches wählen, wenn Sie etwas noch Einfacheres wählen können? Dies ist das Motto des Minikube-Tools, mit dem Sie Kubernetes lokal auf Ihrem eigenen Computer ausführen können.

Container haben einen Großteil der IT revolutioniert und verändert, insbesondere in Bezug auf die Softwareentwicklung. Dank Containern können Anwendungen unabhängig und parallel in einer speziell entwickelten virtuellen Umgebung ausgeführt werden. Um Container und ihre Prozesse zu orchestrieren , sind Tools wie Kubernetes erforderlich.

Dieses Orchestrierungs-Tool etabliert sich als umfassende Lösung, da es nicht nur Anwendungen, Dienste und Ressourcen verwaltet, sondern auch deren Abhängigkeiten konfiguriert und vernetzt, sondern auch die vorhandene Infrastruktur für virtuelle Maschinen organisiert. Gleichzeitig bietet Kubernetes Steuerungsprozesse an, die den Zustand der im Cluster verfügbaren Knoten, Pods und Container überwachen .

Minikube ist eine reduzierte Kubernetes- Distribution , mit der Sie mit minimalem Aufwand die maximale Funktionsleistung dieses Tools erzielen können. Dies ist nicht nur für diejenigen interessant, die anfangen, Container zu verwenden, sondern vor allem auch in der Welt des Edge-Computing und des Internets der Dinge. In diesem Artikel erfahren Sie, was Minikube ist, wofür dieses Tool verwendet wird und wie es ohne große Infrastrukturen auskommt.

1. Minikube: das minimalistische Modell des Containermanagements
2. Minikube-Funktionen
3. Wie funktioniert Minikube?
4. Anwendungsbereiche von Minikube
5. Eine kleine Einführung in die große Welt der Minikube

Minikube ist die ideale Lösung für kleine Containerprojekte . Sie können beispielsweise einen Kubernetes-Cluster privat konfigurieren, ohne direkt mit einem gesamten Server oder einer Cloud arbeiten zu müssen. Im Gegensatz zu Kubernetes verzichtet Minikube auf große Infrastrukturen und kann Cluster problemlos lokal konfigurieren.

Ein Computer und ein Cluster mit einem einzigen Knoten: Dies ist der Speicherplatz, den Minikube benötigt. Diese Mindestanforderung eignet sich besonders für kleine private Projekte, die Softwareentwickler dank Minikube jetzt problemlos umsetzen können. Sie benötigen keinen Server oder keine Cloud, da der Kubernetes-Cluster einfach auf localhost ausgeführt wird. Minikube funktioniert standardmäßig mit VirtualBox als Virtualisierungssoftware, sodass es nicht nur unter Linux, sondern auch unter Windows oder MacOS verwendet werden kann. Wenn Sie jedoch lieber ohne VirtualBox arbeiten möchten, kann Minikube auch so erweitert werden, dass diese Software nicht erforderlich ist.

Die Einfachheit von Minikube macht sich auch in seinen Funktionen bemerkbar. Das Tool unterstützt die folgenden Kubernetes-Funktionen:

• DNS
• NodePorts
• ConfigMaps und Geheimnisse
• Dashboards
• Container-Laufzeitumgebungen: Docker oder Alternativen zu Docker wie rkt, CRI-O oder Containerd
• CNI-Kompatibilität (Container Network Interface)
• Ingress

Wenn Sie bereits mit den Funktionen von Kubernetes vertraut sind, scheint Minikube sehr eingeschränkt zu sein. Es kann jedoch um andere Funktionen erweitert werden , z. B. den Minikube-Tunnel, der wie ein LoadBalancer mit rollenbasierter Zugriffssteuerung (RBAC), Dashboards , Multiclustern und vielen anderen Kubernetes-Standards funktioniert. Es gibt auch eine Vielzahl von Add-Ons, z. B. die GPU-Unterstützung für die automatische Fehleranalyse oder die Ausrichtung im Bereich des maschinellen Lernens.

Wie sein älterer Bruder Kubernetes wird Minikube von seiner Gemeinde am Leben erhalten . Viele neue Mitarbeiter erweitern ihre Entwicklung ohne Pause und verbessern das Tool immer mehr. Sobald Kubernetes aktualisiert wird, wechselt Minikube außerdem zur neuen Version, z. B. wenn ein Lösungskatalog veröffentlicht wurde, auf den Benutzer einfach verweisen können, wenn ein bekanntes Problem vorliegt.

Selten war der Name eines Computerwerkzeugs genauer als der von Minikube. Mit dieser Anwendung werden die vielen Funktionen von Kubernetes auf einen PC oder Laptop minimiert. Zunächst wird die Grundfunktionalität garantiert, und mit nur wenigen Installationsbefehlen wird der Minikube zu einem voll funktionsfähigen Kubernetes-Cluster , der nicht nur als Trainingsplattform, sondern auch für routinemäßige Entwicklungsaufgaben verwendet werden kann.

Minikube kann mit verschiedenen Hypervisoren als Virtualisierungssystem arbeiten. Wenn auf dem System ein Hypervisor installiert ist (z. B. die oben erwähnte VirtualBox), konfiguriert Minikube die virtuelle Maschine automatisch. Um den Kubernetes-Cluster anzuweisen, benötigen Sie lediglich die Standard-Kubectl-Befehlszeile.

Nachdem alle Komponenten installiert sind, kann der Minikube gestartet werden. Standardmäßig wird der virtuellen Maschine 1 GB Speicher zugewiesen und ein Kubernetes-Cluster erstellt, der jetzt über kubectl konfiguriert werden kann. Eine erste strenge Maßnahme könnte beispielsweise darin bestehen, den zugewiesenen Speicher nach Bedarf zu ändern.

Wenn Sie zu diesem Zeitpunkt bereits mit Containern arbeiten, ist Ihnen das Gelände vertraut. Mithilfe von Namespaces werden physische Cluster in mehrere Bereiche unterteilt. Für einen besseren Überblick über Ressourcen können Sie mit kubectl eigene Namespaces erstellen. Andererseits können durch die Verwendung von Plugins die Funktionen von Minikube so vielfältig gestaltet werden wie die jedes anderen Containersystems.

Der wichtigste Einsatzbereich für Minikube ist das Sammeln praktischer Erfahrungen mit Kubernetes . Große Cluster sind nicht immer kostenlos verfügbar, und Minikube bietet eine schnelle Möglichkeit, das Tool zu testen oder festzustellen, ob eine Anwendung funktioniert. Kubernetes selbst bietet ein detailliertes Tutorial für Minikube , sodass keine Vorkenntnisse erforderlich sind, um es zu verwenden. Minikube kann auch eine gute Lernumgebung für Benutzer sein, die bereits mit Kubernetes vertraut sind, da es ständiges Experimentieren ermöglicht.

Minikube ist daher ein Prüfstand für alle Kubernetes-Funktionen. Beide Tools sind Open Source und haben die Apache 2.0-Lizenz. Cluster und ihre Plug-Ins können effektiv ausgewertet, aktiviert, deaktiviert und erweitert werden. Letzteres kann durch einfaches Ausprobieren weiterentwickelt werden, wodurch ein noch größeres Kubernetes-Ökosystem entsteht.

Neben dem einfachen Testen und Entwickeln kleiner privater Softwareprojekte kann Minikube auch für externe Technologien verwendet werden. unter anderem als experimentelle Unterstützung für NVIDIA-GPUs. Daher ist das Tool für Entwickler in verschiedenen Bereichen nützlich, von Videospielen bis hin zu Algorithmen für maschinelles Lernen .

Minikube richtet sich auch an IT-Administratoren. CIOs haben normalerweise nicht die Zeit, neue IT-Tools zu entwickeln, zu testen oder zu erlernen. etwas, das paradoxerweise aufgrund der Geschwindigkeit, mit der sie sich entwickeln, wesentlich ist. Es gibt keinen einfacheren Weg, sich mit Kubernetes vertraut zu machen, als sich mit Minikube auf dem Laufenden zu halten . Es gibt sogar eine Minikube-Funktion für das Kubernetes- Dashboard , die eine sehr detaillierte Zusammenfassung des Anwendungsverhaltens im gesamten Cluster einschließlich der Nutzungsmetriken bietet. Darüber hinaus ist Minikube ein perfektes Tool zum Einführen oder Anzeigen von Kubernetes, die lokal ausgeführt werden können.

Für die Installation von Minikube ist ein Containersystem wie Docker oder eine Umgebung mit einer virtuellen Maschine und der nativen kubectl-Befehlsschnittstelle ausreichend. Anweisungen zur Installation von Minikube finden Sie in der offiziellen Kubernetes-Dokumentation. Dann müssen Sie nur noch den ersten Befehl in kubectl ausführen:

Wie zu erwarten ist, sind die Anforderungen an den Laptop oder Desktop sehr erschwinglich:

• 2 CPUs oder mehr
• 2 GB freier Speicher
• 20 GB freier Festplattenspeicher
• Internetverbindung
• Container-Management-System oder virtuelle Maschine

Sobald kubectl installiert ist, kann der neue Cluster benannt werden:

Minikube gruppiert das Kubernetes-Dashboard und ermöglicht den einfachen Zugriff auf die neue Umgebung.

Dann können Sie mit den Bereitstellungs-Apps beginnen. Mit dem folgenden Befehl wird ein Bereitstellungsbeispiel erstellt, das auf Port 8080 verfügbar gemacht wird:

Der Vorgang kann einige Sekunden dauern. Wenn Sie fertig sind, kann die Implementierung mit dem folgenden Befehl aufgerufen werden:

Der einfachste Weg, auf diesen Dienst zuzugreifen, besteht darin, Minikube einen Webbrowser starten zu lassen:

Alternativ kann kubectl auch verwendet werden, um zum Port umzuleiten:

Schließlich gibt es die folgenden allgemeinen Verwaltungsbefehle für Cluster:

So halten Sie Kubernetes an, ohne die bereitgestellten Anwendungen zu beeinträchtigen:

So stoppen Sie den Cluster:

So erhöhen Sie das Standardspeicherlimit (erfordert einen Neustart):

So suchen Sie nach Kubernetes-Diensten:

So erstellen Sie einen zweiten Cluster mit einer älteren Version von Kubernetes:

So entfernen Sie alle Cluster aus dem Minikube: