Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, die Interoperabilität von Service Meshes innerhalb von Kubernetes sowohl im Intra-Cluster- als auch im Inter-Cluster-Kontext systematisch zu untersuchen. Im Mittelpunkt steht die Analyse, wie unterschiedliche Service-Mesh-Lösungen mithilfe von Föderations- und Interoperabilitätsmechanismen effizient miteinander integriert werden können und welche spezifischen Herausforderungen dabei insbesondere in den Bereichen Sicherheit, Skalierbarkeit und operative Verwaltung zu berücksichtigen sind.
Die konkreten Aufgaben umfassen:
- Theoretische Grundlagen:
- Vertiefte Auseinandersetzung mit der Architektur und Funktionsweise von Service Meshes innerhalb von Kubernetes-Umgebungen.
- Untersuchung etablierter Föderations- und Interoperabilitätskonzepte wie beispielsweise Istio Multi-Mesh-Federation, SPIFFE/SPIRE oder SMI.
- Ermittlung und detaillierte Beschreibung maßgeblicher Kriterien zur Messung und Bewertung hinsichtlich Konnektivität, Sicherheit, Skalierbarkeit, Ressourcenbedarf und Administrierbarkeit.
- Experimenteller Aufbau:
- Auswahl einer geeigneten Referenzanwendung, wie etwa dem Sock-Shop, um ein praxisnahes Microservice-Szenario zu simulieren.
- Einrichtung einer Testumgebung, bestehend aus mehreren Kubernetes-Clustern mit unterschiedlichen Service-Mesh-Konfigurationen, um sowohl Inter- als auch Intra-Cluster-Aspekte abbilden zu können.
- Messungen und Evaluation:
- Durchführung vergleichender Analysen bezüglich Latenz, Erfolgsraten, Sicherheitsaspekten (insbesondere mTLS und Identitätsaustausch), Skalierbarkeit sowie des adminstrativen aber auch operativen Aufwands (z. B. Ressourcenbedarf und -verbrauch durch die Service-Mesh-Schicht).
- Anwendung geeigneter Monitoring- und Telemetrie-Lösungen wie Prometheus zur systematischen Datenerhebung und Analyse.
- Bewertung der Interoperabilität der eingesetzten Service Meshes unter Nutzung standardisierter Schnittstellen und Tools.
- Analyse und Empfehlungen:
- Auswertung und vergleichende Betrachtung der gewonnenen Messergebnisse mit Blick auf die identifizierten Stärken und Schwächen der einzelnen Ansätze.
- Entwicklung praxisrelevanter Best Practices und Empfehlungen zur Auswahl und Implementierung von Föderations- und Interoperabilitätsmechanismen in Kubernetes-Infrastrukturen.
Die Arbeitsergebnisse obiger Schritte sind gut nachvollziehbar darzustellen und durch ein nachvollziehbares, reproduzierbares und dokumentiertes Experimental-Setup (inklusive Konfigurationsdaten, Skripten etc.) zu ergänzen.