Sidecars in Kubernetes: Der Schlüssel zur Erweiterung Ihrer Anwendungen

Kubernetes hat sich als die bevorzugte Plattform für die Bereitstellung komplexer, verteilter Systeme etabliert. Eine der mächtigsten, aber auch subtilsten Entwurfsmuster in diesem Ökosystem ist das Sidecar-Muster. Es ermöglicht Entwicklern, die Funktionalität von Anwendungen zu erweitern, ohne tief in den Quellcode eintauchen zu müssen.

Die Ursprünge des Sidecar-Musters

Stellen Sie sich ein Sidecar wie einen treuen Begleiter an einem Motorrad vor. Historisch gesehen haben IT-Infrastrukturen immer Hilfsdienste genutzt, um kritische Aufgaben zu erledigen. Vor Containern arbeiteten wir mit Hintergrundprozessen und Hilfsdiensten, um Logging, Monitoring und Netzwerkverwaltung zu steuern. Die Revolution der Microservices hat diesen Ansatz transformiert und das Sidecar-Muster zu einer strukturierten und zielgerichteten architektonischen Wahl gemacht. Mit dem Aufstieg der Microservices wurde das Sidecar-Muster klarer definiert. Entwickler können spezifische Verantwortlichkeiten vom Hauptdienst abladen, ohne dessen Code zu ändern. Service-Meshes wie Istio und Linkerd haben Sidecar-Proxys populär gemacht und gezeigt, wie diese Begleitcontainer elegant Observierbarkeit, Sicherheit und Verkehrsmanagement in verteilten Systemen handhaben können.

Implementierung in Kubernetes

In Kubernetes arbeiten Sidecar-Container innerhalb desselben Pods wie die Hauptanwendung, was Kommunikation und Ressourcenteilung ermöglicht. Klingt das nicht so, als würde man einfach mehrere Container nebeneinander im Pod definieren? Das tut es tatsächlich, und so mussten Sidecar-Container vor Kubernetes v1.29.0 implementiert werden, die native Unterstützung für Sidecars eingeführt hat. Sidecar-Container können nun im Pod-Manifest im Feld spec.initContainers definiert werden. Was es zu einem Sidecar-Container macht, ist die Angabe von restartPolicy: Always. Hier ein Beispiel, das einen Teil des vollständigen Kubernetes-Manifests zeigt:

initContainers:
  - name: logshipper
    image: alpine:latest
    restartPolicy: Always
    command: ['sh', '-c', 'tail -F /opt/logs.txt']
    volumeMounts:
    - name: data
      mountPath: /opt

Der Feldname spec.initContainers mag verwirrend erscheinen. Wie kommt es, dass man beim Definieren eines Sidecar-Containers einen Eintrag im Array spec.initContainers machen muss? spec.initContainers werden bis zur Vollständigkeit ausgeführt, bevor die Hauptanwendung startet, sodass sie einmalig sind, während Sidecars oft parallel zur Hauptanwendung laufen. Es ist das spec.initContainers mit restartPolicy: Always, das klassische Init-Container von Kubernetes-nativen Sidecar-Containern unterscheidet und sicherstellt, dass sie immer aktiv sind.

Wann man Sidecars nutzen (oder vermeiden) sollte

Obwohl das Sidecar-Muster in vielen Fällen nützlich sein kann, ist es im Allgemeinen nicht der bevorzugte Ansatz, es sei denn, der Anwendungsfall rechtfertigt es. Das Hinzufügen eines Sidecars erhöht die Komplexität, den Ressourcenverbrauch und die potenzielle Netzwerkverzögerung. Stattdessen sollten einfachere Alternativen wie integrierte Bibliotheken oder gemeinsame Infrastrukturen zuerst in Betracht gezogen werden.

Setzen Sie ein Sidecar ein, wenn:

1. Sie die Funktionalität einer Anwendung erweitern möchten, ohne den ursprünglichen Code zu ändern.
2. Sie übergreifende Anliegen wie Logging, Monitoring oder Sicherheit implementieren.
3. Sie mit Legacy-Anwendungen arbeiten, die moderne Netzwerkfähigkeiten erfordern.
4. Sie Microservices entwerfen, die unabhängiges Skalieren und Aktualisieren erfordern.

Vorsicht ist geboten, wenn:

1. Ressourceneffizienz Ihre Hauptsorge ist.
2. Minimale Netzwerkverzögerung entscheidend ist.
3. Einfachere Alternativen existieren.
4. Sie die Komplexität bei der Fehlersuche minimieren möchten.

Vier essentielle Multi-Container-Muster

In der Welt von Kubernetes gibt es einige bewährte Multi-Container-Muster, die bei der Gestaltung Ihrer Anwendungen helfen können. Sie sind nicht nur praktisch, sondern auch entscheidend für die Effektivität Ihrer Container-Architektur. ayedo unterstützt Sie dabei, diese Konzepte in Ihrer Kubernetes-Umgebung erfolgreich umzusetzen!

Quelle: Kubernetes Blog