Erfolgsmodell „K8s“ 10 Jahre Kubernetes: Wie Orchestrierung die Cloud-Native-Welt eroberte

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Kubernetes feiert den zehnten Geburtstag. Während bei der Heimat-gebenden Organisation CNCF die Korken knallen, zeichnet ein neuer Bericht von Spectro Cloud in Zusammenarbeit mit dem Marktforschungsinstitut Adience ein faszinierendes Bild des Kubernetes-Ökosystems in Produktion.

Am 6. Juni 2024 haben sich die Entwickler und Projektleiter der Kubernetes-Community im kalifornischen Mountain View versammelt, um das 10-jährige Jubiläum des Kubernetes-Projekts zu feiern. „Wir sind in den letzten 10 Jahren zu etwas Unglaublichem herangewachsen“, sagt Chris Aniszczyk, CTO der CNCF, während der Veranstaltung. „Kubernetes ist das zweitgrößte Open-Source-Projekt nach Linux.“

Gesponsert hat die Veranstaltung die Open-Source-Organisation Cloud Native Computing Foundation (CNCF). Das Jubiläum markiert nicht den Beginn von Kubernetes, sondern den Tag, an dem das Projekt offiziell angekündigt wurde – auf der Versanstaltung „DockerCon 2014“. Bei der Veranstaltung gab es eine Reihe von Sitzungen mit einigen der ursprünglichen Führungskräfte und Mitwirkenden hinter Kubernetes.

Sogar Solomon Hykes, der Erfinder von Docker, war anwesend – wenn auch sichtbar, sich unbehaglich fühlend. Denn vor einem Jahrzehnt war Docker auf dem besten Weg, die Cloud-Welt zu dominieren. Doch dann kam Kubernetes und stahl Docker die Show.

Heute läuft Kubernetes auf allen großen öffentlichen Clouds und bildet das Rückgrat eines erheblichen Teils der IT-Infrastruktur von Unternehmen. Es ist zudem die Grundlage für KI- und Machine-Learning-Workloads. Kubernetes war 2016 das erste Projekt der CNCF und hat seitdem eine wahre Flut von Initiativen hervorgebracht – bis Ende 2023 liefen 169 Projekte.

Kubernetes überall

Der typische Kubernetes-Anwender hat laut Spectro-Cloud-Studie über 20 Cluster im Betrieb und mehr als 11 Software-Elemente. 73 Prozent der Edge-Kubernetes-Anwender setzen bereits KI-Workloads ein. 38 Prozent der größten Kubernetes-Nutzer haben Plattform-Engineering vollständig übernommen.

Die befragten Organisationen betreiben ihre Kubernetes-Cluster in vielen verschiedenen Umgebungen, darunter Cloud, Rechenzentrum und Edge. Tatsächlich geben 48 Prozent der Befragten an, dass sie ihre Cluster in vier oder mehr verschiedenen Umgebungen orchestrieren. 85 Prozent der Organisationen nutzen Kubernetes in virtualisierten Rechenzentren.

In den führenden Public Clouds – AWS, Azure und Google – nutzen Organisationen die selbstverwalteten Optionen häufiger als die verwalteten Kubernetes-Dienste. 45 Prozent sagen, dass sie „EC2“ für Kubernetes verwenden, während nur 40 Prozent „EKS“ nutzen. Auffällig sind die Überschneidungen: Organisationen, die Kubernetes in der Public Cloud nutzen, vertrauen sowohl auf IaaS- als auch auf die verwalteten Dienste ihres bevorzugten Hyperscaler.

Kubernetes-Tooling

Die diesjährige Studie hat einen starken Anstieg der Anzahl unterschiedlicher „Software-Elemente“ einer Kubernetes-Bereitstellung ans Tageslicht gebracht (im Fachjargon: „tools sprawl“). Gemeint sind hierbei die Cloud-nativen Integrationen, die Anwendungs-Workloads unterstützen, wie Observability, Logging, CI/CD, Service Mesh, Sicherheitstools, Management-Agenten und so weiter. Dynatrace bezeichnet diese Software-Elemente als „ergänzende Arbeitslasten“ (Englisch: „auxiliary workloads“).

Je mehr Cluster eine Organisation betreibt, desto mehr unterschiedliche Software-Elemente kommen in ihrer gesamten Kubernetes-Infrastruktur im Einsatz. 38 Prozent der Befragten geben an, dass sie mehr als 15 verschiedene Software-Elemente im Einsatz haben. Zum Vergleich: Im Vorjahr waren es gerade einmal 16 Prozent.

Die überwältigende Mehrheit der Befragten – satte 78 Prozent – sehen Kubernetes nach einem Jahrzehnt der Entwicklung als eine ausgereifte, produktionsreife Unternehmens-Technologie an. Beinahe jeder zweite – 46 Prozent – stimmt dieser Aussage „stark“ zu. Sieben von zehn Befragten (genau 70 Prozent) halten selbst ihre eigene Bereitstellung von Kubernetes innerhalb ihrer Organisation für „sehr ausgereift“.

Man könnte meinen, dass eine ausgereiftere Technologie in einer ausgereiften Bereitstellung eine reibungslose Nutzererfahrung gewährleisten müsste. Dem ist es jedoch nicht so. Ganz im Gegenteil: Kubernetes-Nutzer berichten von vielen der gleichen Herausforderungen, mit denen sie sich schon in den vergangenen Jahren auseinandersetzen mussten.

In der Tat spitzen sich einige Herausforderungen zu. Nutzer von Kubernetes in Produktion berichten von einer Verschiebung der Prioritäten im Umgang mit dem Orchestrierer.

Eine(r) von zwei der Befragten – 48 Prozent – haben Schwierigkeiten, ihren Stack aus dem breiten Ökosystem Cloud-nativer Lösungen zusammenzustellen. Angesichts des großen Anstiegs der Software-Elemente pro Cluster sei dies nicht weiter verwunderlich, beobachten die Analysten. Vor einem Jahr sahen sich gerade einmal 29 Prozent der Organisationen mit dieser Herausforderung konfrontiert.

Nahezu jeder zweite Kubernetes-Nutzer – 45 Prozent – beklagt „schleichende Konfigurationsabweichung“ (Englisch: „configuration drift“); ein Jahr zuvor hatten mit dem Problem rund 33 Prozent der Befragten zu kämpfen.

Abweichungen vom Standard

Gemeint ist der Zustand, in dem die Konfigurationen von IT-Systemen oder -Infrastrukturen im Laufe der Zeit unbeabsichtigt voneinander abweichen. Konfigurationsabweichungen verursachen demnach Probleme mit der Compliance und Verfügbarkeit. Mit mehr „Elementen“ in jedem Cluster und mehr laufenden Clustern greifen herkömmliche imperative Managementansätze offenbar zu kurz.

Rund 44 Prozent der Befragten kämpfen damit, ihre Kubernetes-Bereitstellung „angemessen gegen Sicherheitsverletzungen zu schützen“. 43 Prozent haben Schwierigkeiten, die Kosten des Betriebs und des Managements ihrer Kubernetes-Umgebungen in den Griff zu bekommen. Vor einem Jahr berichteten von dieser Herausforderung gerade einmal 26 Prozent der Organisationen.

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Für 39 Prozent ist es eine Herausforderung, die notwendigen Leitplanken für Unternehmensproduktionsumgebungen einzuführen (z. B. Compliance, Sicherheit, Zugangskontrollen). Vor einem Jahr haben dies 47 Prozent der Befragten bemängelt.

Rückblick und Ausblick: der Siegeszug von Kubernetes

Kubernetes entstand als ein Google-internes Projekt. Die grundlegenden Ideen wurzeln in Googles eigenem Workload-Orchestrierungssystem mit der Bezeichnung „Borg“, das später von „Omega“ abgelöst wurde.

Der Cloud-Riese hat es dann als quelloffene Software veröffentlicht und trat die direkte Kontrolle über das Projekt an die CNCF-Gemeinde ab. Dieser seinerzeit kontroverse Schachzug hat ein lebhaftes Ökosystem hervorgebracht. Branchengrößen von Amazon, Red Hat/IBM bis hin zu Microsoft haben keine Mühen gescheut, das gemeinschaftliche Projekt zu unterstützen, auch weil sie Googles Einfluss nicht mehr zu fürchten hatten.

Craig McLuckie, einer der ursprünglichen Köpfe hinter Kubernetes und eine treibende Kraft bei der Gründung der CNCF, führt die Entstehung von Kubernetes – etwas ironischerweise – auf die Notwendigkeit zurück, eine offene Alternative zu Amazon Web Services zu schaffen. Heute ist Kubernetes das zweitgrößte Open-Source-Projekt der CNCF, direkt hinter Linux – und ein relevanter Teil von Arbeitslasten aller Public-Cloud-Hyperscaler.

Der Erfolg von Kubernetes war aber nie eine ausgemachte Sache. Eine Zeitlang gab es andere Optionen für die Cloud-Native-Zukunft, darunter „Docker Swarm“. Docker Swarm befolgte einen Docker-nativen Ansatz für Container-Orchestrierung, hat sich jedoch nicht durchgesetzt.

Während der Veranstaltung zur Feier des 10-jährigen Kubernetes-Jubiläums ist klar geworden, dass Solomon Hykes, der Geistesvater der Container-Technik und Gründer von Docker, und seine einstige Nemesis Kelsey Hightower von Google, einer der führenden Köpfe hinter Kubernetes, die Streitaxt begraben haben. Im Jahr 2016 hatten die beiden Männer einen besonders hitzigen Austausch auf Twitter über Standards, Containerisierung und Docker.

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Inzwischen haben sich Kubernetes und Docker als komplementäre Technologien etabliert. „Es ist schön, dass am Ende großartige Technik und die besten Open-Source-Prinzipien einfach gewinnen.“, sagte Hykes. Doch ganz so einfach war es offenbar nicht. Satte 77 Prozent der Teilnehmer der Spectro-Cloud-Studie glauben, dass die Komplexität des Orchestrierers unterm Strich seine Adoption behindert habe.

Ein Open-Source-Projekt mit großer Zukunft

Zehn Jahre nach seiner Einführung sieht die Zukunft von Kubernetes vielversprechender aus denn je. Die Kubernetes-Gemeinde hat unter der Obhut der CNCF eine starke Eigendynamik entwickelt; die Projektteilnehmer priorisieren aktuell Änderungen, die sowohl die Benutzererfahrung verbessern als auch die Bestandsfähigkeit des Projekts stärken. Doch die Mehrheit der Nutzer von Kubernetes in Produktion macht sich Sorgen um die Überlebensfähigkeit ihrer Projekte und Ökosystemanbieter.

82 Prozent der leitenden Entscheidungsträger in der Spectro-Cloud-Studie vertreten nämlich die Meinung, dass dem Ökosystem Cloud-nativer Lösungen eine (offenbar dringend benötigte) Konsolidierung bevorsteht. Man darf gespannt bleiben, was dabei unterm Strich herumkommt.

* Das Autorenduo Anna Kobylinska und Filipe Pereia Martins arbeitet für McKinley Denali, Inc., USA.

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