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Bare Metal Kubernetes im IIoT

Container-Technologie performant betreiben

Viele Unternehmen rollen Funktionalität im IIoT als Microservice aus. Dazu erstellen IT-Teams kleine Software-Container, die oft mit Kubernetes verwaltet werden. Das könnte künftig häufiger mit Bare Metal Kubernetes erfolgen.

Bare Metal beschreibt die Dienstleistung, einen physischen Server im Cloud-Rechenzentrum exklusiv für sich zu buchen. Leistung ist so leichter planbar, dafür müssen Betreiber den Server selbst verwalten. (Bild: ©Gorodenkoff/stock.adobe.com)

Bare Metal beschreibt die Dienstleistung, einen physischen Server im Cloud-Rechenzentrum exklusiv für sich zu buchen. Leistung ist so leichter planbar, dafür müssen Betreiber den Server selbst verwalten. (Bild: ©Gorodenkoff/stock.adobe.com)

Im Zentrum vieler IIoT-Projekte stehen derzeit Funktionalitäten, die als Kubernetes-verwaltete Container bereitgestellt werden – als sogenannte Microservices. Ein Container hat im Gegensatz zu einer virtuellen Maschine (VM) kein eigenes, sondern läuft auf einem gemeinsam genutzten Betriebssystem. Daher sind Container leichtgewichtig und können in quasi jeder Umgebung ohne Änderungen ausgeführt werden. Zudem verringern sie beim Betrieb einer Anwendung deren Ressourcenbedarf. Da es ziemlich einfach ist, Container zu erstellen, nimmt ihre Zahl nicht nur schnell zu, sie werden auch genauso schnell ausgerollt, gestartet und beendet. Dafür kann das Container-Management schnell sehr komplex werden. Kubernetes ist als Plattform für den Betrieb solcher Container sehr beliebt. Kubernetes automatisiert die Containerorchestrierung sowie deren Installation, Skalierung und ihren Betrieb.

Container auf dem Bare Metal Server

Erst diese Automatisierungsebene macht Container auf einer großen Skala brauchbar in einer zunehmend vernetzten Produktionswelt. In IIoT-Anwendungen, aber auch in den kommenden 5G-Applikationen dürften mehr Sensoren, -Messpunkte und -Geräte zum Einsatz kommen, am Rand des Netzwerks. Zwar werden viele anfallende Daten dezentral verarbeitet, die Verwaltung dieser Geräte soll aber meistens aus der Ferne erfolgen, solange keine handfesten Probleme die physische Anwesenheit vor Ort erfordert. Wenn Unternehmen die Systeme zur Verwaltung solcher IIoT-Applikationen nicht im Haus betreiben wollen oder können, bieten sich Bare Metal Server als Alternative an. Dabei handelt es sich um einen physischen Cloud-Server, der nur einem Nutzer zugewiesen ist. In solchen Anwendungsfällen kommt Bare Metal Kubernetes ins Spiel. Diese Technologie kann hohe Anforderungen an kritische Workloads mit festen Durchsätzen und vorhersagbaren Latenzzeiten erfüllen. Weil der Hypervisor zum CPU-Pinning wegfällt, entstehen keine Overheads für Prozessoren und RAM. Diese Leistung ist der Hauptgrund für den Betrieb von K8s-Clustern direkt auf Bare-Metal-Servern – und sie liegen im Trend.

Server automatisiert einrichten

Bare Metal Provisioning dürfte zu einem Standardbaustein für Multi-Node-Cluster am Edge werden. Ein wesentlicher Unterschied zur Public Cloud besteht darin, dass die physischen Server verwaltet werden müssen. Um manuelle Bereitstellung und Konfiguration von Servern zu reduzieren, dürften künftig Tools wie MAAS (Metal-as-a-service) bei der Edge-Kubernetes-Implementierungen häufiger verwendet werden. Ebenso wichtig sind standardisierte Integrationen zwischen Kubernetes und Bare Metal – also dem Server, wie der Spectro Cloud Cluster API MAAS Provider und die Juju-MAAS-Integration.

5G und Container

Auch Betreiber von 5G-Netzen werden wohl häufiger mit Bare Metal Kubernetes zu tun haben, denn es könnte sich zum Standard für neue 5G-Basisstationen entwickeln. Die 5G-Architektur hat viele Funktionen disaggregiert, die in Containern untergebracht und auf COTS-Hardware (Commercial Available Off-the-Shelf) bereitgestellt werden können. Kubernetes soll die Bereitstellung und Verwaltung solcher CNFs effizienter gestalten helfen und die Standardisierung dahinter erleichtern.

KI- und AR-Lösungen hosten

Industrielle Anwendungen, die auf künstlicher Intelligenz und Augmented/Virtual Reality basieren, lassen sich ebenfalls über Bare Metal Kubernetes ans Edge ausliefern. Diese Anwendungen nutzen Hardware wie Grafikprozessoren stärker aus, weshalb Betreiber ihre Implementierungen auf Bare-Metal-Servern leichter auf die benötigte Performance ausrichten können. Im Fall von VR/AR-Szenarien können Endanwender auf eine reduzierte Latenzzeit setzen, während bei KI/ML-Lösungen der Netzdurchsatz im Vordergrund stehen dürfte. All diese Anwendungen lassen sich schon heute mit Kubernetes effizient am Edge bereitstellen. Mit der Zeit dürften diese Container immer häufiger auf Bare Metal Servern betrieben und ausgeliefert werden.


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