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9.3 Virtualisierung

Virtualisierung - Grundlagen

Was ist Virtualisierung?

Virtualisierung
Mehrere virtuelle Maschinen auf einer
physischen Hardware betreiben

Vorteile

Vorteil	Beschreibung
Kosteneinsparung	Weniger Hardware
Flexibilität	Schnell bereitgestellt
Isolation	Getrennte Umgebungen
Skalierung	Leicht erweiterbar
Testumgebung	Schnell aufgesetzt

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Virtualisierungstypen

Full Virtualization

Gast-OS läuft unverändert
├── VMware Workstation
├── VirtualBox
└── Hyper-V

Para-Virtualization

Gast-OS weiß von Virtualisierung
├── Xen
└── Citrix XenServer

Container-Virtualisierung

Leichtgewichtige Virtualisierung
├── Docker
├── Podman
└── Kubernetes

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Docker

Grundlagen

Docker - Begriffe
├── Image: Vorlage (Template)
├── Container: Laufende Instanz
├── Dockerfile: Image-Beschreibung
├── Registry: Image-Speicher
└── Volume: Persistenter Speicher

Docker-Befehle

# Container starten
docker run -d -p 8080:80 nginx

# Container auflisten
docker ps
docker ps -a

# Container stoppen
docker stop container_id

# Image bauen
docker build -t mein-image .

# Container entfernen
docker rm container_id

Dockerfile

# Basis-Image
FROM node:18-alpine

# Arbeitsverzeichnis
WORKDIR /app

# Dateien kopieren
COPY package*.json ./
COPY . .

# Abhängigkeiten installieren
RUN npm install

# Port freigeben
EXPOSE 3000

# Startbefehl
CMD ["node", "server.js"]

Praktisches Beispiel: Docker Compose

# docker-compose.yml
version: '3.8'

services:
  # Webanwendung
  app:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - DATABASE_URL=postgres://db:5432/webapp
    depends_on:
      - db
      - redis

  # Datenbank
  db:
    image: postgres:15-alpine
    volumes:
      - db_data:/var/lib/postgresql/data
    environment:
      - POSTGRES_PASSWORD=geheim
      - POSTGRES_DB=webapp

  # Cache
  redis:
    image: redis:7-alpine
    ports:
      - "6379:6379"

volumes:
  db_data:

Praktisches Beispiel: Docker Volume

# Volume erstellen
docker volume create mydata

# Volume einhängen
docker run -v mydata:/data ubuntu

# Volumes auflisten
docker volume ls

# Unbenutzte Volumes löschen
docker volume prune

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Kubernetes

Architektur

Kubernetes - Komponenten
├── Master Node
│   ├── API Server
│   ├── Scheduler
│   ├── Controller Manager
│   └── etcd
├── Worker Nodes
│   ├── Kubelet
│   ├── Kube Proxy
│   └── Container Runtime
└── Add-ons (DNS, Dashboard)

Kubernetes-Objekte

Objekt	Beschreibung
Pod	Kleinste Einheit (1+ Container)
Deployment	Replikate, Updates
Service	Netzwerkzugriff
Ingress	HTTP-Routing
ConfigMap	Konfiguration
Secret	Sensitive Daten

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Cloud-Computing

Service-Modelle

Cloud - Modelle
├── IaaS: Infrastructure as a Service
│   └── Virtuelle Maschinen, Netzwerk
├── PaaS: Platform as a Service
│   └── Laufzeitumgebung
└── SaaS: Software as a Service
    └── Fertige Anwendung

Anbieter

Anbieter	Service
AWS	EC2, S3, Lambda
Azure	VMs, Blob, Functions
Google Cloud	Compute Engine, Cloud Storage

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Querverweise

• LF9-02-Server
• LF9-04-Monitoring

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Stand: 2024