Red Hat SummitWas ist KubeVirt?
KubeVirt ist ein Open Source-Projekt, mit dem Sie virtuelle Maschinen (VMs) mit Kubernetes als zugrunde liegender Orchestrierungsplattform ausführen, bereitstellen und verwalten können. Wenn virtuelle Maschinen in Containern ausgeführt werden, wird dieser Prozess als containernative Virtualisierung bezeichnet. KubeVirt ermöglicht die containernative Virtualisierung, indem es diese virtuellen Maschinen in Containern paketiert und beide Workloads über eine einzige Konsole verwaltet.
Mit KubeVirt verhalten sich virtuelle Maschinen genauso wie in einer traditionellen Virtualisierungsumgebung, können aber auf derselben Plattform wie containerisierte Microservices und cloudnative Anwendungen ausgeführt werden. Sämtliche Workloads in der Umgebung, inklusive VMs, profitieren von derselben Kubernetes-Infrastruktur, -Verwaltung sowie den enthaltenen Tools.
KubeVirt wird von der Cloud Native Computing Foundation (CNCF) gesponsert und ist die Open Source-Basis für Red Hat® OpenShift® Virtualization, einem Feature von Red Hat OpenShift, das die Migration und Verwaltung traditioneller virtueller Maschinen auf einer bewährten Hybrid Cloud-Anwendungsplattform unterstützt.
Wie funktioniert KubeVirt?
KubeVirt erweitert die Kubernetes-API (Application Programming Interface), sodass diese wie andere Kubernetes-Ressourcen und -Tools mit virtuellen Maschinen interagieren kann. So können Container und virtuelle Maschinen dieselben Cluster, Knoten, und Netzwerke gemeinsam verwenden.
Die zusätzlichen Funktionen von KubeVirt bestehen aus 3 Hauptkomponenten:
- Custom Resource Definitions (CRDs): Eine benutzerdefinierte Ressource ist ein Objekt, das die Kubernetes-API erweitert oder mit der Sie Ihre eigene API in einem Projekt oder Cluster einführen können. Eine CRD-Datei definiert die Art Ihres Objekts und überlässt dem API-Server das Handling des gesamten Lifecycles. KubeVirt bringt eine CRD zur Kubernetes-API, die es ihr ermöglicht, virtuelle Maschinen wie andere Kubernetes-Objekte (beispielsweise Pods) zu handhaben.
- Controller: Ein Controller ist ein auf dem Cluster ausgeführtes Set von Deployments, die einen API-Endpunkt für die Verwaltung der neuen KubeVirt-CRDs bieten.
- Agents: Agents werden auf den Workerknoten eines Clusters ausgeführt und verwalten die Aufgaben der Knoten, die mit Virtualisierung zu tun haben.
KubeVirt kann auch als ein Pod betrachtet werden, in dem eine KVM-basierte virtuelle Maschine ausgeführt wird. In Kubernetes bezeichnet ein Pod eine Gruppe von Containern, die zusammen ausgeführt werden und dieselben Ressourcen gemeinsam verwenden. KVM (Kernel-based Virtual Machine) ist eine Open Source-Technologie, die es dem Linux®-Kernel ermöglicht, als ein Hypervisor zu fungieren. Mit KubeVirt können VM-Instanzen wie Pods ausgeführt werden. Dadurch kann KubeVirt den VM-Status managen, wie etwa „gestoppt“, „pausiert“, „wird ausgeführt“, und Abläufe ausführen, wie etwa das Provisionieren, Planen und Migrieren virtueller Maschinen.
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Welche Aufgaben können Sie mit KubeVirt ausführen?
Virtuelle Maschinen erstellen
Über die virtctl-Befehlszeile können Sie mit dem Unterbefehl „create vm“ virtuelle Maschinen in einer Kubernetes-Umgebung erstellen. Außerdem können Sie Instanztypen und -einstellungen steuern, um Konfigurationen für viele virtuelle Maschinen gleichzeitig zu verwalten, darunter das Festlegen von Performance-Profilen und das Anpassen von Runtime-Merkmalen.
Virtuelle Maschinen verwalten
Die virtctl-CLI arbeitet mit kubectl, dem standardmäßigen Kubernetes-Befehlszeilentool, zusammen und bietet virtualisierungsspezifische Aktionen zum Verwalten virtueller Maschinen in einem Kubernetes-Cluster. Mit virtctl können Admins einer virtuellen Maschine folgende Aufgaben ausführen:
- Virtuelle Maschinen stoppen, starten, neu starten und pausieren
- Disk Images verwalten
- Auf die seriellen, grafischen und SSH-Konsolen der virtuellen Maschine zugreifen
- Zwischen Knoten migrieren
Die Kubernetes-Orchestrierung und -Planung bietet mehrere Verwaltungsschichten, die für einen reibungslosen Betrieb Ihrer VMs sorgen. Wenn Sie auch Container-Workloads ausführen, können Sie mit KubeVirt Ihre Container und VMs über eine einzige Control Plane managen und überwachen.
Virtuelle Maschinen migrieren
KubeVirt unterstützt mehrere VM-Migrationsmethoden, darunter Live Migration. Live Migration ist ein Prozess, bei dem eine virtuelle Maschine von einem Host zu einem anderen verschoben und ihr Storage neu zugeordnet wird, ohne dabei den Zugriff auf die VM zu unterbrechen. Dieser Prozess eignet sich besonders gut für VMs, die stets verfügbar sein müssen, und ermöglicht unterbrechungsfreie Operationen bei der Migration zwischen Knoten oder Plattformen.
Experimentieren und Skalieren
Beim Ausführen virtueller Maschinen auf Kubernetes können Sie mit zusätzlichen Funktionen experimentieren. Der CDI (Containerized Data Importer) ist beispielsweise eine kompatible Technologie, die Disk Storage für KubeVirt-VMs ermöglicht und Storage-Ressourcen verwalten kann.
Kubernetes eignet sich außerdem für die Skalierung. Während Sie mit neuen Features experimentieren, zusätzliche Funktionen zu Ihren Workloads hinzufügen und Legacy-Anwendungen modernisieren, können Sie automatisch auf Basis der CPU-Nutzung (Central Processing Unit) vertikal oder horizontal skalieren.
Vorteile von KubeVirt
Cloudnative Integration
KubeVirt ermöglicht das Ausführen von Workloads, die sich nicht einfach containerisieren lassen, neben cloudnativen Apps und Microservices. Virtualisierte Anwendungskomponenten werden Teil einer einheitlichen Entwicklungsplattform, in der Entwicklungsteams Anwendungen entwickeln, managen, bereitstellen und skalieren können – und zwar unabhängig davon, ob Komponenten containerisiert und/oder virtualisiert sind.
Mit KubeVirt profitieren virtuelle Maschinen auch von Integrationen mit verschiedenen Kubernetes-nativen Funktionen, darunter RBAC (Role-based Access Control), integrierte Überwachung und Protokollierung sowie Service Mesh.
Modernisierung
Virtualisierung ermöglicht es, verschiedene Betriebssystemumgebungen auf einer einzelnen Hardware schnell zu starten und zu stoppen. Dieser Ansatz bietet viele Vorteile für ein IT-Ökosystem, darunter Flexibilität, Geschwindigkeit und Stabilität. Aber da Virtualisierungsplattformen weiterentwickelt und teurer werden, sind manche Unternehmen auf der Suche nach neuen Lösungen. KubeVirt ist eine attraktive Option, da es sich nicht nur um einen Ersatz-Hypervisor handelt, sondern es zusätzlich auch einen Pfad und eine Plattform für die Modernisierung bietet.
Mit KubeVirt können Sie nicht nur Container und VMs parallel erstellen und ausführen, sondern erhalten auch eine einheitliche Plattform, auf der Sie neue Anwendungen entwickeln und Legacy-Workloads modernisieren können. Während der Modernisierung werden die erforderlichen Ressourcen und Technologien freigesetzt, um Fortschritte in cloudnativer Entwicklung, künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen zu erkunden.
Erweiterte Funktionen und Parität
KubeVirt ist ein CNCF-Inkubationsprojekt und enthält daher nicht nur von Anfang an fortschrittliche, Kubernetes-native Funktionen, sondern wird auch regelmäßig von Mitwirkenden der Open Source Community verbessert und erweitert.
KubeVirt bietet außerdem Funktionsparität mit anderen Virtualisierungsplattformen für Unternehmen, darunter VMware vSphere und HyperV, sodass Sie dieselben Aufgaben wie in einer traditionellen Virtualisierungsumgebung durchführen können.
Performance
KubeVirt kann auf sich ändernde CPU-Anforderungen und Speicherzuweisungen reagieren, was zu geringeren Latenzzeiten im Vergleich zu traditionellen Virtualisierungslösungen führt. KubeVirt optimiert zusätzlich die Abstraktionsschicht zwischen Bare Metal-Hardware und Runtime-Umgebungen für eine effizientere Nutzung von Ressourcen und eine bessere Performance.
Eine Special Interest Group (SIG) der KubeVirt-Community hat festgestellt, dass Performance und Skalierbarkeit von KubeVirt über Releases hinweg bewertet werden sollten. Daher hat sie Techniken entwickelt, um zu überwachen, wie sich KubeVirt in Rechenzentrumsumgebungen skalieren lässt. KubeVirt veröffentlicht nun nach jedem Release diese Daten zu Performance und Skalierbarkeit.
Integrierte Sicherheit
KubeVirt nutzt die Vorteile Kubernetes-nativer Sicherheit, um sicherzustellen, dass Richtlinien konsistent über verschiedene Umgebungen hinweg angewendet werden – auch in virtuellen Maschinen. Nutzende können eine einzelne Konfiguration festlegen, beispielsweise eine Netzwerkrichtlinie, die für alle Pods in einem Deployment gelten soll. Dadurch ist es nicht mehr notwendig, Kontrollen auf Systemebene für jeden Host in einem Cluster zu konfigurieren. Diese Funktion vereinfacht es Ihnen, die Sicherheit Ihrer virtuellen Maschinen konsistent und in großem Umfang zu verwalten.
Durch das Binden von Richtlinien an CI/CD-Systeme und das Kubernetes-Framework für die Zugangskontrolle können Unternehmen Kontrollrichtlinien einfacher und früher im Softwareentwicklungs-Lifecycle anwenden und so Sicherheitsverletzungen zur Runtime vermeiden.
KubeVirt und Red Hat
Red Hat OpenShift Virtualization ist eine moderne Anwendungsplattform auf Basis von KubeVirt und KVM, die virtuelle Maschinen und Container parallel ausführen kann. Das enthaltene Migrations-Toolkit für die Virtualisierung bietet Ihnen die Tools, die Sie für die einfache Migration in wenigen Schritten von einer traditionellen Virtualisierungsplattform benötigen. Beschleunigen Sie die Bereitstellung mit Red Hat Ansible® Automation Platform – von der Migration in großem Umfang bis hin zu Day-2-Operationen und Fehlerbehebung. Überwachen Sie die Sicherheit und Performance Ihrer VMs von einer einzigen Konsole mit Red Hat Advanced Cluster Management for Kubernetes. Red Hat bietet zusätzliche Supportoptionen und Partnerintegrationen für Storage, Backup, Disaster Recovery und Netzwerke. So können Sie sich darauf verlassen, dass Ihre virtuelle Infrastruktur in der gesamten Hybrid Cloud problemlos ausgeführt und auf eine zukünftige Modernisierung vorbereitet wird.
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