Edge-Rechenzentren vor dem Durchbruch

Im nächsten Jahrzehnt werden insbesondere mit dem Ausbau der 5G-Netze, dem Aufbau von Systemen zum autonomen Fahren und Industrie4.0-Technologien immer mehr Klein- und Kleinstrechenzentren aufgebaut. Dabei reicht die Spannweite von Mikrorechenzentren mit wenigen Servern bis hin zu leistungsstarken Kompakt-Rechenzentren, in denen mehrere hundert bis tausend Serversysteme arbeiten. Die Edge-Rechenzentren verarbeiten Daten nahe am Entstehungsort. Entscheidend ist dabei meist, dass Datenmengen zu groß oder die Latenzzeit zu lang ist, um weiter entfernte zentrale Rechenzentren zu nutzen.

Der Aufbau dieser Rechenzentren wird allerdings nicht dazu führen, dass klassische zentrale Rechenzentren ersetzt werden. Im Gegenteil, je mehr Edge-Rechenzentren es gibt, desto größer wird auch der Bedarf an zentralen Rechenzentren. Edge Computing wird die Digitalisierung weiter voran treiben, ähnlich wie die Einführung von Personal Computern den Bedarf an zentraler IT erst richtig hat ansteigen lassen.

Aus Sicht der Umwelt stellt sich die Herausforderung, wie die neuen Edge-Rechenzentren möglichst energieeffizient betrieben werden. Die Gefahr ist groß, dass bei solch relativ kleinen Systemen das Thema Energieeffizienz vernachlässigt wird. Dabei gibt es kostengünstige, zuverlässige und energieeffiziente Systeme, die sich gerade für Edge-Rechenzentren anbieten. Eine solche Lösung, die auf flüssiggekühlten Servern beruht und mit Adsorptionskältemaschinen arbeitet wird im Projekt HotFlAd erprobt und praktisch umgesetzt.

 

Docker in Windows 10 betreiben und für Kubernetes aktivieren

Um ein lokales Kubernetes/Docker-System zu betreiben wird zunächst ein Windows 10-Rechner mit Windows 10 Pro oder Enterprise benötigt. Der Rechner muss die Hardware-Virtualisierung unterstützen. Diese muss also aktiviert sein. Zusätzlich wird auf dem Client Hyper-V und die aktuelle Docker-Version benötigt.  Im ersten Schritt muss auf einem Rechner Hyper-V und die Container-Technologie installiert sein. Das kann zum Beispiel in der PowerShell erfolgen:

Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V -All

Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Containers -All

Nach der Installation von Docker auf einer Arbeitsstation müssen die Einstellungen aufgerufen werden. Hier sollte bei „Network“ sichergestellt sein, dass der hinterlegte DNS-Server dazu in der Lage DNS-Adressen im Internet aufzulösen.

Um Kubernetes auf einem Rechner mit Windows 10 zu betreiben, muss daher zunächst Docker installiert sein.  Der Download dazu wird auf der Docker-Webseite zur Verfügung gestellt

Die Installation sollte über das Kontextmenü mit Administratorrechten gestartet werden.  Nach der Installation kann Docker über das Menü im Traybereich der Taskleiste verwaltet werden. Steht Docker zur Verfügung, kann auch Kubernetes installiert und genutzt werden. 

Über das Icon von Docker im Traybereich der Taskleiste können die Einstellungen aufgerufen werden. Über den Menüpunkt „Kubernetes“ kann die Unterstützung von Kubernetes aktiviert werden.  Hier sollten die beiden Optionen „Enable Kubernetes“ und „Show system containers (advanced)“ aktiviert werden.  Nach der Bestätigung wird Kubernetes für Windows auf dem Rechner installiert und eingerichtet. 

Kubernetes und Docker – Was ist das eigentlich?

Bei der Bereitstellung von Containern wird sehr häufig auf Docker gesetzt. Die Container-Lösung Docker war maßgeblich dafür verantwortlich, dass  Container bekannt wurden, und als Lösung in Unternehmen eingesetzt wird.

Wer viele Container einsetzt, braucht allerdings eine Lösung, die diese zentral verwaltet. Dafür wurde Kubernetes entwickelt. Wenn es also um Container in Netzwerken geht, wird häufig auf Docker als Container-Bereitstellungs-Software gesetzt und auf Kubernetes, um Container zentral zu verwalten.

Auch Microsoft setzt in Windows Server 2016/2019 auf diese Technologie. Auf Windows-Servern wird Docker für die Bereitstellung von Containern genutzt. Seit Windows Server 2019 können Docker-Container auf Windows-Servern auch mit Kubernetes verwaltet werden. In Windows Server 2016/2019 ist mit der Lizenz des Servers auch eine Lizenz von Docker Enterprise Edition enthalten. 

Docker erlaubt es Container zu erstellen, in denen Anwendungen paketiert und bereitgestellt werden können. Sollen Container auf mehrere Knoten verteilt und hochverfügbar betrieben werden, ist der Einsatz von Kubernetes sinnvoll. Denn hier erhalten Unternehmen eine zentrale Verwaltungsstelle, um Container auf mehreren Container-Hosts bereitzustellen und zentral zu verwalten.