Wachsender Bedarf an Kubernetes-Clustern zur Unterstützung von Forschungsprojekten machte eine Lösung für automatisiertes Cluster-Management erforderlich…
Zum Anwenderbericht (Quelle / Kubermatic)
„Die Mission des Berlin Institute of Health (BIH) ist die „medizinische Translation“. Dies bedeutet, Erkenntnisse aus der biomedizinischen Forschung in neue Ansätze zur personalisierten Vorhersage, Prävention, Diagnostik und Therapie zu überführen. Umgekehrt gehen aus Beobachtungen im klinischen Alltag neue Forschungsideen hervor. Das BIH wurde 2013 gegründet. Seit 2021 ist das BIH als sogenannte dritte Säule in die Charité integriert und das Max-Delbrück-Centrum ist privilegierter Partner des BIH.
Kubernetes-Cluster unterstützen den Forschungsbetrieb
Die Bioinformatiker am BIH sahen sich mit einem wachsenden Bedarf an Kubernetes-Clustern zur Unterstützung ihrer Forschungsprojekte konfrontiert. Kubernetes ist eine Open-Source-Container-Orchestrierungssoftware, mit der sich Container in großem Maßstab verwalten, koordinieren und planen lassen. Kubernetes platziert Container in Pods und führt sie auf von Arbeitsmaschinen, den sogenannten Worker Nodes aus.
Ein Kubernetes-Cluster besteht aus einer Control Plane, also Steuerungsebene, und einer Reihe von Nodes, auf denen containerisierte Anwendungen ausgeführt werden. Jeder Cluster benötigt mindestens einen Worker Node, um Pods ausführen zu können. Die Worker Nodes hosten die Pods, die die Komponenten der Anwendungs-Workload darstellen.
Die Control Plane, also Steuerungsebene, verwaltet die Worker Nodes und die Pods im Cluster. In Produktionsumgebungen läuft die Control Plane in der Regel über mehrere Computer, und ein Cluster führt in der Regel mehrere Nodes aus, wodurch Fehlertoleranz und hohe Verfügbarkeit gewährleistet werden.
Zeitraubendes Cluster-Management automatisiert
Als Gemeinschaftsprojekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ist die de.NBI-Cloud demnach die größte nicht-kommerzielle Cloud in Deutschland. Sie stellt akademischen Nutzern – auch des BIH – kostenlos Rechen- und Speicherkapazität zur Verfügung. Die de.NBI-Cloud ermöglichte dem BIH zwar die schnelle Erstellung von Clustern, deren Verwaltung und Aktualisierung nahm jedoch wertvolle Zeit in Anspruch, die für die Forschung hätte genutzt werden können.
In Zusammenarbeit mit dem Cloud-Team des BIH an der Charité empfahlen die Kubernetes-Experten des IT-Dienstleisters SVA als Lösung Kubermatic Kubernetes Platform (KKP). KKP bietet fortschrittliche Funktionen, die Unternehmen und Institutionen dabei unterstützen, ihre Cloud-Ressourcen auf möglichst kosteneffiziente Weise zu betreiben.
Die Plattform dient zur nahtlosen Verwaltung von Kubernetes-Clustern in Hybrid- und Multi-Cloud-, On-Premises- und Edge-Umgebungen. Mit KKP richtete das BIH eine zentrale Kubernetes-Steuerungsebene ein, die eine flexible Skalierbarkeit ermöglichte. Ein weiterer Vorteil ist die nahtlose Integration verschiedener Cloud-Anbieter wie in diesem Fall der OpenStack-basierten Cloud des BIH.
Bildquelle: BIH, Charité.
Anwenderkommentar: „Ein entscheidender Vorteil ist, dass die Kubernetes Control Plane und die Master Nodes zentral gehostet und nicht als drei virtuelle Maschinen für jeden Cluster eingerichtet werden. Sobald die Projekte Zugang zu KKP haben, können die Nutzer die Cluster vollständig selbst verwalten, was die Anwendung äußerst benutzerfreundlich macht“.
Zitat: Harald Wagener, Gruppenleiter Cloud, AG Eils (Prof. Dr. Roland Eils) am BIH).
Cluster-Management mit einem Klick
Mit KKP benötigen die Endnutzer, in diesem Fall Bioinformatiker, keine tiefgreifenden Kenntnisse der Infrastruktur mehr, um ihre Cluster zu verwalten. Sie können einfach die erforderlichen Ressourcen und Node-Typen für ihre Cluster auswählen. Aktualisierungen an den Clustern lassen sich mit nur einem Klick durchführen, so dass sich die Bioinformatiker ohne technischen Aufwand für die erforderlichen digitalen Ressourcen auf innovative Forschung konzentrieren können.“
(7. Mai 2025)
Querverweis:
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