Kubernetes vs Docker?

Działanie klastra

Kubernetes opiera się na klastrze maszyn, które inteligentnie orkiestrują zbiór zasobów. Klaster ten składa się z Control Plane, który działa jako mózg podejmujący wszystkie decyzje dotyczące planowania i utrzymywania stanów aplikacji, oraz Worker Nodes, które są maszynami faktycznie zarządzającymi kontenerami aplikacji.

Same aplikacje są wdrażane jako pody - najmniejsze i najbardziej podstawowe jednostki rozmieszczane w Kubernetesie, w których może znajdować się jeden lub więcej kontenerów. Użytkownicy deklarują żądany stan aplikacji — na przykład, ile replik aplikacji powinno być uruchomionych — za pośrednictwem obiektów, takich jak Wdrożenia.

Następnie Kubernetes intensywnie pracuje nad osiągnięciem i utrzymaniem tego pożądanego stanu, automatycznie planując Pody, monitorując ich stan i zarządzając aktualizacjami. Aby zapewnić niezawodną dostępność tych aplikacji zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz, Usługi zapewniają stabilne punkty końcowe sieci i równoważenie obciążenia we właściwych podach.

Zalety Kubernetesa

Przyjęcie Kubernetesa przynosi korzyści transformacyjne, przede wszystkim poprzez szeroką automatyzację zadań operacyjnych, co znacznie zmniejsza wysiłek ręczny i potencjał błędu ludzkiego.

Zapewnia wysoką dostępność i odporność dzięki automatycznemu uruchamianiu uszkodzonych kontenerów, zmianie ich harmonogramu na zdrowe węzły i bezpiecznemu zarządzaniu aktualizacjami aplikacji.

Ponadto Kubernetes optymalizuje wykorzystanie zasobów w podstawowej infrastrukturze i oferuje niezrównaną mobilność, umożliwiając aplikacjom spójne działanie w różnych środowiskach - od lokalnych centrów danych po różne platformy chmury publicznej i hybrydowej.

Upraszczając te złożoności operacyjne, Kubernetes pozwala zespołom programistów na szybsze i niezawodne tworzenie i uwalnianie aplikacji.

Wdrażanie kontenerów za pomocą Kubernetesa i Dockera

Wdrażanie kontenerów polega na przeniesieniu aplikacji, która została opakowana ze wszystkimi kodami i zależnościami, do znormalizowanej jednostki zwanej obrazem kontenera (często zbudowanym za pomocą Docker), a następnie uruchomieniu jej w środowisku docelowym.

W przypadku prostszych scenariuszy, takich jak rozwój, testy lub małe aplikacje na jednym hoście, wdrażanie kontenerów bezpośrednio za pomocą poleceń Docker lub narzędzi, takich jak Docker Compose może być idealnie odpowiednie.

Zapewnia to spójne środowisko do uruchomienia aplikacji. W miarę jak jednak aplikacje stają się coraz bardziej złożone, a potrzeba odporności i skalowania wielu serwerów staje się coraz bardziej krytyczna, zarządzanie poszczególnymi kontenerami ręcznie staje się niepraktyczne, co unaocznia potrzebę bardziej zaawansowanych strategii wdrażania.

Dlatego platformy do orkiestracji kontenerów, takie jak Kubernetes, wspierają Cię w zarządzaniu złożonymi wdrożeniami na dużą skalę. Kubernetes wykonuje obrazy kontenerów (takie jak te tworzone przez Docker) i automatyzuje cały cykl ich życia w klastrze maszyn.

Zajmuje się kluczowymi zadaniami, takimi jak planowanie kontenerów na dostępnych węzłach, skalowanie aplikacji w górę lub w dół w zależności od popytu, zapewnienie samonaprawiania poprzez ponowne uruchamianie lub zastępowanie uszkodzonych kontenerów oraz zarządzanie aktualizacjami lub cofaniem zmian z zerowym czasem niedostępności.

Docker vs Kubernetes: Który będzie dla Ciebie najlepszy?

Jednym z najczęstszych punktów nieporozumień w świecie kontenerów jest "Docker vs. Pytanie "Kubernetes". Kluczowe jest to, aby zrozumieć, że nie są oni bezpośrednimi konkurentami, ale raczej uzupełniającymi się technologiami, które rozwiązują różne, aczkolwiek powiązane, problemy.

Docker koncentruje się przede wszystkim na konteneryzacji - tworzeniu, budowie i uruchamianiu pojedynczych kontenerów. Kubernetes natomiast zajmuje się orkiestracją kontenerów - zarządzaniem, skalowaniem i automatyzacją floty kontenerów w klastrze maszyn.

Decyzja, czy korzystać z Docker w pojedynkę czy z Kubernetesa zależy w dużej mierze od skali, złożoności i wymagań Twojej aplikacji oraz od Twojej zdolności operacyjnej.

Kiedy często wystarczy Docker (samodzielnie lub z Docker Compose)?

W wielu przypadkach moc Kubernetesa może być niepotrzebnie skomplikowana. Docker, często w połączeniu z Docker Compose do zarządzania aplikacjami wielu kontenerów na jednym hoście, może być odpowiednim rozwiązaniem, jeśli:

• Rozwijasz i testujesz: Docker doskonale nadaje się do tworzenia spójnych i odizolowanych środowisk, w których programiści mogą tworzyć i testować aplikacje lokalnie. Dzięki temu to, co działa na maszynie programisty, musi działać w taki sam sposób, jak gdzie indziej.
   
• Korzystasz z prostych aplikacji działających na małą skalę: Jeśli Twoja aplikacja składa się z kilku kontenerów działających na jednym hoście lub na bardzo małej liczbie hostów i nie masz złożonych potrzeb w zakresie wysokiej dostępności lub skalowania, sam Docker może być idealnie odpowiedni.
   
• Rozpoczynasz operację konteneryzacji: Podstawy orkiestracji Docker i konteneryzacji są warunkiem wstępnym jej zrozumienia. Współpraca z Docker pozwala na tworzenie podstaw wiedzy.

Kluczowe znaczenie ma prostota i minimalny narzut: W przypadku ograniczonych zasobów operacyjnych lub konieczności utrzymania infrastruktury w jak najprostszym stanie, koszty wdrożenia i zarządzania klastrem Kubernetes mogą przewyższyć płynące z niego korzyści.

W tym przypadku Docker zapewnia podstawowe korzyści płynące z konteneryzacji - przenośność, spójność i izolację - bez dodawania krzywej uczenia się i wymagań operacyjnych platformy do pełnej orkiestracji.

Kiedy Kubernetes staje się właściwym wyborem (często w przypadku Docker)?

W miarę jak Twój krajobraz aplikacyjny się rozwija, a Twoje wymagania stają się coraz bardziej wymagające, Kubernetes oferuje możliwości, które wykraczają daleko poza możliwości, które może zapewnić sam Docker:

• Duże aplikacje klasy produkcyjnej: Jeśli wdrażasz złożone aplikacje z wieloma mikrousługami, działającymi na wielu serwerach, Kubernetes jest odpowiednim rozwiązaniem.
   
• Wysoka dostępność i odporność na awarie: Kubernetes może automatycznie restartować uszkodzone kontenery, planować zmiany harmonogramu pracy dla tych kontenerów i rozdzielać obciążenia, aby zapewnić dostępność aplikacji nawet w przypadku awarii niektórych części Twojej infrastruktury.
   
• Automatyczne skalowanie: Kubernetes może automatycznie skalować Twoją aplikację (liczbę uruchomionych kontenerów) w górę lub w dół w zależności od wykorzystania procesora, pamięci lub niestandardowych metryk, zapewniając wydajność w okresach wysokiego obciążenia i oszczędzając zasoby w okresach ciszy.
   
• Złożone strategie wdrażania: Jeśli potrzebujesz wdrożyć zaawansowane wzorce wdrażania, takie jak aktualizacje na bieżąco (z zerowym czasem niedostępności), wdrożenia Blue/Green lub wydania kanaryjskie, Kubernetes zapewnia narzędzia do efektywnego zarządzania tymi aktualizacjami.
   
• Service Discovery i Load Balancing: Kubernetes posiada wbudowane mechanizmy umożliwiające kontenerom znajdowanie i komunikację między sobą oraz rozdzielenie ruchu sieciowego na wiele instancji Twojej aplikacji.
   
• Wydajne zarządzanie zasobami: Kubernetes inteligentnie planuje kontenery na węzłach klastra, optymalizując tym samym wykorzystanie zasobów.

Zarządzanie aplikacjami stanowymi: Początkowo Kubernetes był bardziej znany z aplikacji bezstanowych, ale zapewnił wydajne mechanizmy (takie jak PersistentVolumes i StatefulSets) do zarządzania aplikacjami, które wymagają trwałych danych.

Rzeczywistość "Both/And"

Należy pamiętać, że Kubernetes zarządza kontenerami. Do uruchomienia kontenerów na węzłach potrzebny jest framework kontenera. Docker jest jednym z najpopularniejszych i najczęściej używanych środowisk wykonawczych kontenerów, którymi może zarządzać Kubernetes.

W wielu wdrożeniach Kubernetesa Docker jest nadal obecny, tworząc obrazy kontenerów, które następnie wdraża i zarządza Kubernetes.

Docker nie jest jednak w pełni zgodny z CRI (Container Runtime Interface) Kubernetesa. Oznacza to, że nie jest bezproblemowo zintegrowany z Kubernetesem i może powodować złożoność operacyjną. Kubernetes zaczął używać środowisk wykonawczych zgodnych z CRI, takich jak kontenery i CRI-O.

Kubernetes zwiększył wsparcie dla innych frameworków (takich jak kontenery, które pochodzą z Docker, oraz CRI-O). Jednak obrazy zbudowane w oparciu o docker build są zgodne z OCI i mogą być uruchamiane przez dowolny framework zarządzany przez Kubernetesa. Kluczowe czynniki wpływające na decyzję:

• Skala i złożoność: Ile kontenerów i usług posiadasz? Czy dostępność usług i automatyczne przywracanie usługi są krytyczne?
   
• Doświadczenie zespołu: Kubernetes ma ostrzejszą krzywą uczenia się. Czy Twój zespół ma umiejętności i czas, aby nim zarządzać, czy też lepszym rozwiązaniem będzie zarządzana usługa Kubernetes od dostawcy usług w chmurze?
   
• Infrastruktura Gdzie działa Twoja aplikacja? Dostawcy usług chmurowych oferują zarządzane usługi Kubernetesa, które upraszczają konfigurację i utrzymanie.
   
• Przyszły rozwój: Zastanów się nie tylko na bieżącymi potrzebami, ale również na tym, w którym miejscu przewidujesz rozwój Twojej aplikacji i infrastruktury w przyszłości. Prostsze rozpoczęcie pracy z Docker i późniejsze wdrożenie Kubernetesa to ważna ścieżka.

Ostatecznie wybór nie jest stricte Docker czy Kubernetes. Chodzi o zrozumienie, co każde narzędzie działa najlepiej i wybór odpowiedniej kombinacji dla konkretnych potrzeb.

Dla wielu osób podróż zaczyna się od Dockera w zakresie programowania i prostych wdrożeń. Ewoluuje ona w kierunku włączenia Kubernetesa jako aplikacji skalowalnych i wymagających solidniejszej orkiestracji w środowisku produkcyjnym.

Przykłady zastosowania Docker i Kubernetes

Docker jest szeroko stosowany do tworzenia spójnych środowisk programistycznych, testowych i budowlanych przy użyciu kontenerów chmurowych, pakowania indywidualnych aplikacji lub mikrousług ze wszystkimi ich zależnościami, co ułatwia przenoszenie między różnymi maszynami i usprawnianie potoków CI/CD dzięki niezawodnemu i powtarzalnemu dostarczaniu oprogramowania.

Kubernetes jest głównie stosowany w środowiskach produkcyjnych do orkiestracji i zarządzania złożonymi, skonteneryzowanymi aplikacjami (często budowanymi przy użyciu Docker) na dużą skalę, co umożliwia zautomatyzowane wdrażanie, niezawodne skalowanie, samonaprawianie w celu uzyskania wysokiej dostępności oraz skuteczne zarządzanie architekturami mikrousług w klastrach serwerów.