Nutanix Kubernetes Platform
Ein Cluster, viele Welten
Veröffentlicht in Ausgabe 12/2025 - SCHWERPUNKT
Kubernetes hat sich als De-facto-Standard für moderne Anwendungen etabliert – doch mit der wachsenden Verbreitung steigt auch die Komplexität im Betrieb. Zwischen Gateway-APIs, Ingress-Controllern sowie Container-Storage- und Network-Interfaces verlieren viele IT-Teams schnell den Überblick.
Wer Kubernetes produktiv und stabil betreiben will, braucht deshalb mehr als nur eine funktionierende Installation: Gefragt ist eine Plattform, die sich flexibel bereitstellen, zentral verwalten und durchgängig betreiben lässt.
Mit der Nutanix Kubernetes Platform (NKP) [1] liefert der Anbieter genau das: eine vollständige Kubernetes-Distribution inklusive Lifecycle-Management, Monitoring- und Sicherheitsfunktionen sowie eine Vorauswahl bewährter CNCF-Projekte (darunter Kubernetes, Prometheus und Helm) für produktionsrelevante Aufgaben wie Observability, Policy-Management und Identity & Access Management (IAM) – unabhängig vom Hypervisor oder Betriebsmodell.
Kubernetes hat sich als De-facto-Standard für moderne Anwendungen etabliert – doch mit der wachsenden Verbreitung steigt auch die Komplexität im Betrieb. Zwischen Gateway-APIs, Ingress-Controllern sowie Container-Storage- und Network-Interfaces verlieren viele IT-Teams schnell den Überblick.
Wer Kubernetes produktiv und stabil betreiben will, braucht deshalb mehr als nur eine funktionierende Installation: Gefragt ist eine Plattform, die sich flexibel bereitstellen, zentral verwalten und durchgängig betreiben lässt.
Mit der Nutanix Kubernetes Platform (NKP) [1] liefert der Anbieter genau das: eine vollständige Kubernetes-Distribution inklusive Lifecycle-Management, Monitoring- und Sicherheitsfunktionen sowie eine Vorauswahl bewährter CNCF-Projekte (darunter Kubernetes, Prometheus und Helm) für produktionsrelevante Aufgaben wie Observability, Policy-Management und Identity & Access Management (IAM) – unabhängig vom Hypervisor oder Betriebsmodell.
NKP bietet darauf aufbauend eine konsistente Plattform, die sich an den Bedarf des jeweiligen Teams anpasst – egal, wo sie eingesetzt wird. Sie unterstützt Deployments auf Nutanix Cloud Infrastructure (NCI), vSphere, Bare Metal oder in Public Clouds. So können Unternehmen Kubernetes-Workloads einheitlich und ortsunabhängig betreiben, ohne das Betriebsmodell jedes Mal neu gestalten zu müssen.
Architektur und Funktionsprinzip
Im Unterschied zur früheren Nutanix Kubernetes Engine (NKE), die ausschließlich auf AHV-basierten Clustern lief und eng mit der Nutanix-Infrastruktur verknüpft war, verfolgt NKP heute einen deutlich breiteren Ansatz.
Technische Grundlage ist die im Januar 2024 übernommene Technologie von D2iQ. D2iQ war über Jahre hinweg mit Konvoy und der "D2iQ Kubernetes Platform" erfolgreich am Markt und bot vor allem Werkzeuge, um Kubernetes auf heterogenen Infrastrukturen standardisiert und produktiv zu betreiben. NKP übernimmt diese Architektur und integriert sie in das Nutanix-Ökosystem.
Wird die Nutanix Kubernetes Platform auf NCI betrieben, nutzt sie die Lifecycle-Management-Funktionen der Infrastrukturverwaltung über Prism Central und greift direkt auf die Nutanix-Speicherdienste Files, Objects und Volumes zu.
Auf anderen Infrastrukturen liegen diese Aufgaben außerhalb des NKP-Stacks – was die Plattform bewusst unabhängig und portabel hält.
Aufbau und Komponenten von NKP
Die Nutanix Kubernetes Platform trennt konsequent zwischen Managementebene und Workload-Clustern. Dies bildet die Grundlage der Architektur und bestimmt, wie NKP betrieben und skaliert wird. Die Managementebene steuert alle verwalteten Cluster und bringt Web-, Applikations- und Datenbankdienste mit, die die Administration übernehmen. Die Workload-Cluster – auch Managed-Cluster genannt – führen die Container-Anwendungen aus und stellen die eigentlichen Ressourcen für Entwickler und Applikationen bereit.
Die Kubernetes Control Plane verwaltet den gesamten Cluster-Betrieb. Sie nimmt Anfragen entgegen, plant die Ausführung von Anwendungen und sorgt dafür, dass der definierte Zielzustand erhalten bleibt. Ihre zentralen Komponenten sind
- der API-Server als Kommunikationsschnittstelle zu Nutzern, Tools und Automatisierungen,
- der Scheduler, der neue Pods auf geeignete Knoten verteilt,
- der Controller-Manager, der Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Zustand überwacht und korrigiert,
- sowie etcd als fehlertolerante, verteilte Datenbank zur Speicherung der Cluster-Konfiguration.
In produktiven Umgebungen läuft die Control Plane aus Gründen der Ausfallsicherheit auf mindestens drei unabhängigen Knoten. So bleibt der Cluster steuerbar, selbst wenn einzelne Komponenten ausfallen.
Die Worker-Nodes stellen die eigentliche Rechenkapazität bereit. Sie führen die Pods der Anwendungen aus und kommunizieren kontinuierlich mit der Control Plane, um entweder neue Workloads zu empfangen oder fehlerhafte Prozesse zu ersetzen. Ein NKP-Cluster kombiniert demzufolge mehrere Control-Plane-Knoten und Worker-Nodes zu einer funktionalen Einheit.
Mehrere dieser Cluster können auf derselben physischen Infrastruktur betrieben werden – etwa auf einem gemeinsamen NCI-Cluster. Ebenso lässt sich die Control Plane eines Clusters in einem anderen physischen Verbund ausführen als die Worker-Nodes. Dadurch entstehen flexible Deployment-Optionen, bei denen sich Hardware- oder Cloudressourcen gezielt trennen oder bündeln lassen.
Für den produktiven NKP-Betrieb sind mindestens drei physische NCI-Knoten erforderlich, weil die Kubernetes-Control-Plane immer auf drei unabhängige Systeme verteilt sein muss. Der Management-Cluster selbst benötigt zwei Worker-Nodes, sofern keine optionalen Zusatzanwendungen aktiviert werden. Wer Funktionen wie Logging oder Authentifizierung zuschaltet, erhöht die Zahl auf vier Worker-Nodes. Diese zusätzlichen Applikationen laufen auf denselben physischen Knoten – NKP nutzt vorhandene Ressourcen effizient, ohne die Gesamtanforderungen zu erhöhen.
Bild 1 zeigt den Aufbau einer typischen Multi-Cluster-Installation, während Bild 2 eine kompakte Variante mit gemeinsamem NCI-Cluster für Management und Workloads darstellt.
Ressourcenbedarf und Deployment
Wie viele Ressourcen NKP benötigt, hängt von der Edition ab: Starter, Pro oder Ultimate. Ein Management-Cluster der Starter-Edition kommt mit zwei vCPUs und 6 GByte RAM pro Control-Plane-Node aus, während die Pro- und Ultimate-Varianten vier vCPUs und 16 GByte RAM beanspruchen.
Der Managed-Cluster, der die Anwendungen der Entwickler hostet, benötigt für seine Control-Plane vier vCPUs und 12 GByte RAM pro Node. Die Zahl und Größe der Worker-Nodes richten sich nach den Workloads, die sie ausführen. Alle spezifischen Parameter und Infrastrukturvorgaben – etwa für VMware, Bare Metal oder Public Clouds – dokumentiert der Anbieter ausführlich im NKP-Portal [2].
Im Praxiseinsatz zeigen sich drei Hauptszenarien: Kleine Umgebungen betreiben Management- und Workload-Cluster gemeinsam auf einem großen NCI-Cluster. So lassen sich Redundanz und Ressourcen effizient bündeln. Größere Deployments trennen Management- und Workload-Ebene auf zwei separate NCI-Cluster. Dadurch steigt zwar der Overhead für Compute- und Storage-Redundanz, dafür verbessert sich die Skalierbarkeit und Sicherheit.
In Spezialumgebungen, etwa für KI- oder ML-Workloads, werden Control-Plane- und Worker-Nodes physisch getrennt: Die Control Plane läuft in einem Cluster, die Worker in einem weiteren, der auf GPU- oder Hochleistungshardware optimiert ist. Diese Flexibilität macht Nutanix Kubernetes Platform für unterschiedlichste Szenarien interessant – von kompakten Edge-Deployments bis hin zu verteilten Multi-Cluster-Strukturen.
Für die Speicheranbindung setzt NKP auf das Container Storage Interface (CSI), das Kubernetes die standardisierte Integration externer Speicher ermöglicht.
Bei Nutanix-Infrastrukturen nutzt NKP Nutanix Volumes für ReadWriteOnce-Volumes und Nutanix Files (NFS) für ReadWriteMany-Freigaben. Über das hauseigene Open-Source-CSI-Plug-in werden die Volumes automatisch eingebunden. Zusätzlich steht ein Container Object Storage Interface (COSI) für die Anbindung an den S3-kompatiblen Nutanix Objects-Dienst bereit.
Integration und Einsatzszenarien
Die Nutanix Kubernetes Platform lässt sich in unterschiedlichste Infrastrukturen integrieren – von reinen On-Premises-Set-ups bis zu hybriden oder vollständig cloudbasierten Umgebungen. Das Besondere: Management- und Workload-Cluster müssen nicht auf demselben Infrastrukturprovider laufen. Ein NKP-Management-Cluster kann beispielsweise Kubernetes-Cluster in Microsoft Azure, Amazon EKS oder auf EC2-Instanzen verwalten. Damit ermöglicht NKP ein zentrales Management über Provider- und Standortgrenzen hinweg – mit einheitlichem Stack und konsistenter Betriebslogik.
Die Plattform sorgt dafür, dass Richtlinien, Logging-Stacks und Authentifizierungsmechanismen in allen Clustern gleich angewendet werden, egal wo sie betrieben werden. So lassen sich hybride Landschaften aufbauen, in denen sensible Daten lokal verbleiben, während skalierende Workloads in der Public Cloud laufen. Für IT-Teams entsteht dadurch eine einheitliche Betriebsumgebung, ohne dass separate Tools oder Prozesse nötig sind.
Für die Verwaltung von Container-Images integriert NKP die Open-Source-Registry Harbor. Harbor dient als zentrales Repository für Container-Images, verwaltet Versionen und stellt sicher, dass nur signierte und geprüfte Images in produktiven Clustern eingesetzt werden. Entwickler und Betriebsteams greifen damit auf einen einheitlichen, sicheren Pool von Images zu, unabhängig davon, wo die Cluster laufen.
Darüber hinaus bringt NKP viele Dienste bereits mit:
- Traefik als universellen Ingress-Controller und Reverse Proxy,
- Cilium oder Calico für Netzwerksicherheit und Segmentierung,
- Prism Central für zentrales Lifecycle-Management bei Betrieb auf Nutanix-Infrastruktur.
Diese Integration reduziert den Konfigurationsaufwand und sorgt für eine konsistente Betriebsumgebung über mehrere Cluster hinweg.
Neben vollständig gemanagten Clustern unterstützt NKP auch die Anbindung bestehender Kubernetes-Installationen – sogenannte Attached-Cluster. Damit lassen sich bereits vorhandene Kubernetes-Umgebungen in die zentrale Managementebene integrieren, ohne sie sofort migrieren zu müssen. Für diese Cluster stellt NKP auf Wunsch die gleichen Zusatzdienste bereit wie bei Managed-Clustern, etwa Logging, Policy-Management oder Ressourcenüberwachung.
Das Lifecycle-Management bleibt in diesem Fall jedoch außerhalb von NKP. Attached-Cluster dienen daher oft als Übergangslösung, bis neue Managed-Cluster vollständig ausgerollt sind. Ihr Vorteil liegt darin, dass sie einheitlichen Richtlinien unterliegen und in bestehende Überwachungs- und Sicherheitsmechanismen eingebunden werden können. So lassen sich auch heterogene Umgebungen nach und nach konsolidieren, ohne die Produktivität zu unterbrechen.
Mit der geschilderten Architektur will die Nutanix Kubernetes Platform die Lücke zwischen den Anforderungen von Entwicklern und den betrieblichen Realitäten der IT-Infrastruktur schließen. Ziel der Plattform ist es, eine standardisierte, erweiterbare Umgebung zu schaffen, die klassische Rechenzentren ebenso abdeckt wie moderne Hybrid- oder Multi-Cloud-Szenarien.
Besonders die Trennung von Management- und Workload-Ebene, die Unterstützung mehrerer Infrastrukturtypen und das zentrale Policy-Management machen NKP zu einem durchgängig betreibbaren Kubernetes-System – unabhängig vom Ort der Ausführung.
Von der Installation zum Betrieb
NKP setzt dort an, wo Kubernetes im Alltag komplex wird – im produktiven Betrieb. Sie kombiniert eine vollständige Kubernetes-Distribution mit ausgewählten Open-Source-Komponenten aus dem CNCF-Ökosystem. Bei über 1200 CNCF-Projekten ist diese Vorauswahl ein echter Vorteil: Teams müssen sich nicht durch unübersichtliche Toolvielfalt kämpfen, sondern können erprobte Komponenten sofort produktiv einsetzen.
Ein zentrales Element von NKP ist das deklarative Lifecycle-Management auf Basis des Kubernetes-Cluster-API. Damit werden komplette Cluster inklusive ihrer Konfiguration wie jede andere Kubernetes-Ressource beschrieben und verwaltet. Die Infrastruktur wird so versionierbar, Änderungen bleiben nachvollziehbar und lassen sich bei Bedarf zurückrollen.
Ergänzend setzt NKP auf das GitOps-Prinzip: Änderungen an Clustern oder Anwendungen werden als Code in einem Git-Repository gepflegt und automatisiert umgesetzt. Das sorgt für konsistente, reproduzierbare Deployments über verschiedene Standorte und Clouds hinweg – ohne manuelle Eingriffe, dafür aber mit vollständiger Transparenz im Änderungsverlauf.
Integrierte Open-Source-Komponenten
Auf dieser Basis integriert NKP eine Reihe bewährter Open-Source-Werkzeuge, die Betrieb, Sicherheit und Transparenz vereinfachen. Der Flux-Controller synchronisiert die in Git abgelegten Cluster- und Applikationskonfigurationen automatisch mit den Zielsystemen und sorgt so für Konsistenz und Nachvollziehbarkeit – das Herzstück des GitOps-Ansatzes in NKP.
In der Praxis zeigt sich der Nutzen durch die direkte Integration bewährter Open-Source-Komponenten:
- Fluent Bit übernimmt das zentrale Log-Forwarding,
- Prometheus und Grafana liefern Metriken und Visualisierungen,
- Kubecost weist Ressourcenkosten pro Projekt oder Namespace aus,
- Harbor fungiert als sichere Container-Registry.
Diese Werkzeuge sind Teil der NKP-Blueprints und lassen sich bei der Cluster-Erstellung gezielt aktivieren oder deaktivieren. Bestehende Tools können integriert werden, jedoch gilt: Nur die mitgelieferten Komponenten sind offiziell im Rahmen des Break/Fix-Supports abgedeckt. Wird beispielsweise Fluent Bit durch OpenTelemetry ersetzt, leistet Nutanix nur eingeschränkten Support.
Sicherheit, Netzwerk und Backup
Sicherheit und Governance gehören zu den zentralen Stärken von NKP. Dafür integriert die Plattform bewährte Policy-Engines wie Kyverno, Open Policy Agent und Gatekeeper. Diese setzen Richtlinien technisch durch – etwa für Namenskonventionen, Ressourcenlimits oder verpflichtende Labels. Die Policies lassen sich deklarativ verwalten und versionieren. In Verbindung mit GitOps fließen sie automatisch in den Entwicklungsprozess ein und sichern Compliance, ohne dass manuelle Eingriffe erforderlich sind.
Der Betrieb mehrerer Kubernetes-Cluster ist für NKP kein Sonderfall, sondern Grundprinzip. Über den Management-Cluster lassen sich sowohl intern ausgerollte "Managed-Cluster" als auch externe "Attached-Cluster" zentral steuern – unabhängig vom Provider. Die Kommunikation erfolgt TLS-verschlüsselt über Port 443. Zusätzliche Ports sind nur für optionale Komponenten notwendig, etwa wenn externe Cluster auf eine zentrale Harbor-Registry zugreifen. Diese Architektur ermöglicht es, Richtlinien und Integrationen übergreifend anzuwenden und konsistent zu halten.
Das Container Network Interface (CNI) ist dabei das Grundprinzip: Jeder Pod erhält beim Start eine eigene IP-Adresse und kann über das interne Kubernetes-Netzwerk mit anderen Komponenten kommunizieren. Das Gateway-API bietet darüber hinaus eine klarere Trennung von Routing- und Verwaltungsebenen und erlaubt eine feinere Steuerung des Netzwerkverkehrs – besonders in Umgebungen mit mehreren Teams oder komplexen Routinganforderungen.
Auch im Netzwerkbereich bringt NKP wichtige Standards direkt mit:
- Auf Nutanix Cloud Infrastructure stellt Cilium als Container Network Interface die Pod-Konnektivität her, während in anderen Infrastrukturen Calico zum Einsatz kommt.
- Traefik übernimmt die Ingress-Funktion und unterstützt ab Version 3 zusätzlich das Kubernetes-Gateway-API, mit dem sich Routingregeln und TLS-Terminierung zentral steuern lassen.
- Für Load-Balancing verwendet NKP – je nach Umgebung – MetalLB oder die nativen Clouddienste.
- Feingranulare Zugriffskontrolle lässt sich über Kubernetes Network Policies realisieren, die in Verbindung mit Cilium oder Calico Zugriffe zwischen Namespaces oder Pods gezielt erlauben oder blockieren. Das ist ein wichtiger Baustein für Zero-Trust-Konzepte in Kubernetes-Umgebungen.
Für Backup und Wiederherstellung ist mit Velero ein leistungsfähiges Open-Source-Tool integriert. Es sichert sowohl Daten als auch Cluster-Ressourcen – etwa Deployments, Services und Konfigurationen – in beliebigen Objektspeichern, beispielsweise in Nutanix Objects oder S3-kompatiblen Buckets. Bei einem Ausfall oder einer Migration lassen sich so komplette Anwendungen samt Zustand wiederherstellen oder verschieben. Velero unterstützt außerdem die Wiederherstellung einzelner Namespaces und den Umzug von Workloads zwischen verschiedenen Clustern.
CSI und COSI erklärt
Das Container Storage Interface (CSI) ermöglicht es Kubernetes, Speicher unabhängig von der zugrundeliegenden Technologie zu verwalten. Ein CSI-Plug-in ordnet Persistent Volume Claims (PVCs) vorhandenen oder neuen Speicher-Volumes zu, verwaltet deren Lebenszyklus und entkoppelt Kubernetes von proprietären Storage-Schnittstellen.Das ergänzende Container Object Storage Interface (COSI) erweitert dieses Prinzip auf objektspeicherbasierte Systeme, etwa S3-kompatible Umgebungen. Anwendungen können damit direkt auf Objektspeicher zugreifen, indem sie entsprechende Ressourcen im Cluster deklarieren. Da COSI sich noch im Alpha-Status befindet, empfiehlt sich der produktive Einsatz nur mit Bedacht.
Vom Proof of Concept zur produktiven Plattform
Sobald Kubernetes den Schritt aus dem Testlabor in den produktiven Betrieb macht, steigen die Anforderungen an Stabilität, Sicherheit und Governance. Genau hier setzt die Nutanix Kubernetes Platform an: Sie sorgt für konsistente Betriebsprozesse – unabhängig davon, ob Cluster on-premises, in der Cloud oder in hybriden Szenarien laufen.
Ein typisches Szenario ist der Aufbau von DevSecOps-Plattformen, die sowohl in der Private Cloud als auch in Public Clouds laufen. Entwickler erwarten dort ein schnelles, einheitliches Erlebnis – unabhängig von der genutzten Umgebung. Mit NKP lassen sich Entwicklungs-, Test- und Produktionssysteme zentral bereitstellen, steuern und absichern, ohne mehrere Toolchains oder Betriebsmuster parallel pflegen zu müssen.
In vielen Unternehmen ist Kubernetes zwar etabliert, wird aber häufig nur in einzelnen Teams oder Projekten eingesetzt. Genau hier hilft NKP bei der Skalierung: Statt unkontrolliert wachsende Cluster-Landschaften zuzulassen, etabliert die Plattform vielmehr ein konsistentes Betriebsmodell mit klar definierten Richtlinien, Governance-Vorgaben und Automatisierungsmechanismen.
Dabei spielt es keine Rolle, ob ein Workload im eigenen Rechenzentrum auf Nutanix Cloud Infrastructure, in einer vSphere-Umgebung oder auf AWS läuft. Wiederverwendbare Blueprints und Git-Ops-Repositories stellen sicher, dass neue Umgebungen schnell, standardisiert und ohne Abweichungen entstehen.
Ein weiterer wichtiger Anwendungsfall ist die Mandantentrennung in großen Organisationen oder bei Managed Service Providern. NKP nutzt dafür das Konzept der Projects, die eine logische Kapselung innerhalb der Plattform bilden. Ein Project bündelt Ressourcen, Nutzer, Rollen, Richtlinien und Cluster-Zugriffe in einer abgeschlossenen Einheit. Das können getrennte Entwicklungsabteilungen oder vollständig isolierte Mandanten sein.
Innerhalb eines Projects lassen sich Namespaces, Netzwerksegmentierung und Policies zentral verwalten, sodass Governance-Vorgaben eingehalten und Sicherheitszonen sauber getrennt werden.
Über Role-Based Access Control ist fein granular steuerbar, wer auf welche Ressourcen zugreifen darf – bis hin zur Sichtbarkeit einzelner Cluster. Teams erhalten dadurch eine klar definierte Arbeitsumgebung, während zentrale Administratoren den Überblick behalten. Erfreulich dabei ist: Diese Strukturen sind keine Zusatzfunktion, sondern fest in die Architektur integriert.
Für datengetriebene Workloads bietet NKP geeignete Strukturen, um KI- und ML-Anwendungen effizient zu betreiben. GPUs lassen sich damit gezielt in dedizierten Worker-Clustern bereitstellen, während die Trennung von Management- und Workload-Ebene den Betrieb vereinfacht – besonders bei unterschiedlichen Anforderungen an Performance oder Verfügbarkeit.
Fazit
Die Nutanix Kubernetes Platform versteht sich als konsistenter Rahmen für den produktiven Kubernetes-Betrieb – unabhängig von Infrastruktur, Standort oder Cloudprovider. Sie führt zentrale Anforderungen wie Lifecycle-Management, Sicherheit, Governance, Observability und Multi-Tenancy in einer durchgängigen Architektur zusammen.
Statt Kubernetes als isolierte Technologie zu behandeln, integriert NKP bewährte CNCF-Komponenten und etabliert einheitliche Prozesse für Entwicklung, Betrieb und Verwaltung.
Mit ihrer offenen Architektur und der klaren Trennung zwischen Management- und Workload-Ebene schafft NKP eine stabile Basis für reproduzierbare, skalierbare und nachvollziehbare Deployments. Teams profitieren von automatisierten Abläufen und einer Plattform, die sich in bestehende Umgebungen einfügt, statt sie zu ersetzen. Damit wird Kubernetes zur unternehmensweiten Betriebsplattform – robust, effizient und langfristig beherrschbar.
(ln)
Links
[1] Nutanix Kubernetes Platform: https://www.nutanix.com/de/products/kubernetes-management-platform
[2] Systemanforderungen für NKP-Cluster: https://portal.nutanix.com/page/documents/details?targetId=Nutanix-Kubernetes-Platform-v2_13:top-resource-req-starter-cluster-min-r.html