Dif­fer­ences between K3S vs K8S

Der zentrale Un­ter­schied zwischen K3S und der klas­sis­chen Ku­ber­netes-In­stal­la­tion K8S liegt in der Kom­plex­ität und Ressourcennutzung: K3S ist eine le­icht­gewichtige, vere­in­fachte Version von Ku­ber­netes, die speziell für ressourcenbe­gren­zte Umge­bun­gen und Edge-Computing en­twick­elt wurde, während K8S die voll­w­er­tige, stan­dar­d­isierte Ku­ber­netes-Plattform ist.

Was sind K3S und K8S?

K3S ist eine von Rancher Labs en­twick­elte, le­icht­gewichtige Ku­ber­netes-Dis­tri­b­u­tion. Sie ist voll­ständig kom­pat­i­bel mit K8S-APIs, verzichtet jedoch auf nicht notwendi­ge Kom­po­nen­ten und Tools, um den Ressourcenver­brauch deutlich zu re­duzieren. Durch diese Vere­in­fachung eignet sich K3S ideal für Edge-Computing, IoT-Geräte oder kleine Server, auf denen klas­sis­che Ku­ber­netes-Cluster zu ressourcenin­ten­siv wären.

K8S ist die führende Open-Source-Plattform für Container-Or­chestrierung und kann als das „klas­sis­che Ku­ber­netes“ be­tra­chtet werden. Sie er­möglicht das Verwalten, Skalieren und Au­toma­tisieren von con­tainer­isierten An­wen­dun­gen in großen Pro­duk­tion­sumge­bun­gen. K8S bietet um­fan­gre­iche Features wie beispiel­sweise Self-Healing, Rolling Updates oder Load Balancing. Durch diese Flex­i­bil­ität eignet sich K8S für En­ter­prise-Cluster, Cloud-In­fra­struk­turen und komplexe Mi­croser­vice-Ar­chitek­turen, ver­braucht jedoch erheblich mehr Ressourcen und erfordert mehr ad­min­is­tra­tive Ken­nt­nisse.

K8S vs. K3S: Un­ter­schiede

Die Un­ter­schiede im Vergleich K3S vs. K8S lassen sich in mehreren Kern­punk­ten zusam­men­fassen.

1. Ressourcenver­brauch

K3S wurde bewusst für Umge­bun­gen mit be­gren­zten Ressourcen en­twick­elt. Es verzichtet auf viele Zusatzkom­po­nen­ten wie Standard-Ku­ber­netes-Con­troller, Ingress-Con­troller oder um­fan­gre­iche Pro­tokol­lierun­gen. Dadurch benötigt ein K3S-Cluster deutlich weniger RAM und CPU-Leistung als ein K8S-Cluster, ohne dass die Kern­funk­tio­nen der Container-Or­chestrierung verloren gehen. K8S hingegen skaliert für große Cluster und bietet eine voll­ständi­ge Funk­tion­al­ität, was den Ressourcenbe­darf erheblich erhöht.

2. In­stal­la­tion und Setup

Die In­stal­la­tion von K3S ist stark vere­in­facht: Ein einziger Befehl reicht aus, um einen Master-Node oder ein Multi-Node-Cluster aufzuset­zen. Stan­dard­mäßig sind auch Container-Runtime und Netzwerk-Plugins in­te­gri­ert. K8S benötigt hingegen mehrere Schritte, die In­stal­la­tion von Kubelet, Kube-Proxy, API-Server und weiteren Kom­po­nen­ten sowie die Kon­fig­u­ra­tion des Netzwerks. Dies macht K8S deutlich komplexer und zeitaufwendi­ger in der Ein­rich­tung.

3. Feature-Umfang und Kom­po­nen­ten

K3S reduziert bewusst den Funk­tion­sum­fang auf die für viele Szenarien notwendi­gen Kern­fea­tures. Er­weiterun­gen müssen teilweise manuell hinzuge­fügt werden. K8S bietet von Haus aus ein voll­ständi­ges Set an Features, inklusive um­fan­gre­ich­er APIs, Mon­i­tor­ing, Logging und In­te­gra­tio­nen für Cloud-Plat­tfor­men. Außerdem umfasst K8S viele externe Ab­hängigkeit­en, darunter etcd zur Spe­icherung des Cluster-Zustands, sowie separate Kom­po­nen­ten wie kube-apiserver, kube-con­troller-manager und kube-scheduler. K3S reduziert die Anzahl der nicht es­sen­ziellen Kom­po­nen­ten, fasst alles in einem einzigen Binary zusammen und nutzt stan­dard­mäßig SQLite anstelle von etcd.

4. Zielumge­bung

K3S eignet sich besonders für Edge-Computing, IoT, Test- und En­twick­lung­sumge­bun­gen oder kleine Pro­duk­tion­ssys­teme. K8S hingegen ist für große, skalier­bare Cluster in Rechen­zen­tren und Cloud-Umge­bun­gen optimiert. Die Wahl hängt stark von der geplanten Workload und den ver­füg­baren Ressourcen ab.

5. Sicher­heit

K8S wurde für Multi-Tenant-Umge­bun­gen und En­ter­prise-Sicher­heit en­twick­elt und bietet um­fan­gre­iche Sicher­heits­funk­tio­nen wie rol­len­basierte Access Control flexible Optionen zur Ver­wal­tung von Secrets und Ver­schlüs­selung. K3S un­ter­stützt zwar auch rol­len­basierte Zu­griff­skon­trolle und Policies, lässt aber einige Sicher­heits­fea­tures stan­dard­mäßig weg, um Ressourcen zu sparen. Dennoch können Sicher­heits­maß­nah­men über Ku­ber­netes-native Tools nachgerüstet werden, was K3S für Edge- und Single-Tenant-Umge­bun­gen geeignet macht.

6. Kom­pat­i­bil­ität und Community

K3S ist voll­ständig K8S-kom­pat­i­bel, aber nicht jede K8S-Er­weiterung ist au­toma­tisch in­te­gri­ert. Die Community ist kleiner, aber stark fokussiert auf Le­icht­gewichtigkeit und schnelle Bere­it­stel­lung. K8S hat die größte Community im Bereich Container-Or­chestrierung, eine um­fan­gre­ichere Doku­men­ta­tion und viele un­ter­stützte Er­weiterun­gen.

Gegenüber­stel­lung: An­wen­dungs­fälle

K3S ist besonders sinnvoll, wenn die In­fra­struk­tur begrenzt ist oder schnelle, einfache De­ploy­ments benötigt werden. Typische Szenarien sind daher diverse Edge-Computing-Geräte, kleine Server, IoT-An­wen­dun­gen oder En­twick­lungs- und Tes­tumge­bun­gen. Auch für einzelne Mi­croser­vice-An­wen­dun­gen oder Projekte mit geringem Umfang und einem be­gren­zten Bedarf an Skalier­barkeit ist K3S eine ef­fiziente Lösung, da es Speicher und CPU schont.

K8S eignet sich für große Pro­duk­tion­sumge­bun­gen, bei denen hohe Ver­füg­barkeit, Lastverteilung, Self-Healing und Skalier­barkeit er­forder­lich sind. Un­ternehmen setzen K8S ein, um komplexe Mi­croser­vice-Ar­chitek­turen zu or­chestri­eren, Cloud-native An­wen­dun­gen zu betreiben oder Cluster über mehrere Rechen­zen­tren zu verwalten. Die Plattform eignet sich auch für Teams, die um­fan­gre­iche Mon­i­tor­ing- und Logging-Funk­tio­nen, in­te­gri­erte Policies oder Storage-In­te­gra­tio­nen benötigen.

Für hybride Szenarien kann es sinnvoll sein, K3S am Edge oder für En­twick­lung­sumge­bun­gen zu verwenden und K8S in der Cloud für zentrale Pro­duk­tions-Cluster. Insgesamt gilt: K3S ist le­icht­gewichtiger, schneller und ressourcenscho­nen­der, K8S um­fassender, skalier­bar­er und besser geeignet für En­ter­prise-Umge­bun­gen.

Al­ter­na­tiv­en zu K3S und K8S

Neben K3S und K8S gibt es weitere Ku­ber­netes-Dis­tri­b­u­tio­nen und Or­chestrierungsplat­tfor­men, die je nach Ein­satzz­weck sinnvoll sein können:

• MicroK8s: MicroK8s ist eine le­icht­gewichtige Ku­ber­netes-Dis­tri­b­u­tion von Canonical. Sie eignet sich für En­twick­el­nde, kleine Cluster oder Tes­tumge­bun­gen. MicroK8s ist modular aufgebaut, schnell in­stal­lier­bar und kann bei Bedarf um Add-ons wie DNS oder Mon­i­tor­ing erweitert werden. Durch die Ein­fach­heit können En­twick­lerin­nen und En­twick­ler K8S lokal aus­pro­bieren, bevor sie in größere Cluster migrieren.
• Minikube: Minikube ist speziell für lokale En­twick­lung­sumge­bun­gen gedacht. Es bietet eine schnelle und un­kom­plizierte Möglichkeit, Ku­ber­netes auf einem einzelnen Rechner zu starten und con­tainer­isierte An­wen­dun­gen zu testen. Minikube ist nicht für pro­duk­tive Cluster geeignet, bietet aber eine gute Möglichkeit, K8S-Features ken­nen­zuler­nen oder Pro­to­typen zu en­twick­eln.
• OpenShift: OpenShift ist eine Ku­ber­netes-basierte Plattform von Red Hat, die zusät­zliche Sicher­heits- und En­ter­prise-Features bietet. Sie ist vor allem für große Un­ternehmen in­ter­es­sant, die stan­dar­d­isierte Ku­ber­netes-Cluster mit zusät­zlichen Man­age­ment- und Sicher­heits­funk­tio­nen benötigen. OpenShift kann sowohl lokal als auch in der Cloud betrieben werden.
• Docker Swarm: Docker Swarm ist eine ein­fachere Container-Or­chestrierungslö­sung aus dem Hause Docker, die weniger komplex als Ku­ber­netes ist. Sie un­ter­stützt grundle­gende Or­chestrierungs­funk­tio­nen. Swarm eignet sich für kleinere Projekte, bei denen keine komplexe In­fra­struk­tur notwendig, aber Container-Or­chestrierung trotzdem gewünscht ist.