Сегодня мы знакомимся с Kubernetes и Docker и разберемся, какую технологию лучше применять в каждом конкретном случае и стоит ли использовать обе одновременно? Часто разработчики (особенно начинающие) оказываются перед необходимостью выбора приложения для контейнеризации — Kubernetes или Docker. Давайте разбираться, для каких целей каждая из этих технологий подходит лучше всего.

Для этого сначала дадим определение термину «контейнер» в контексте Kubernetes (K8) и Docker. Это позволит понять основы обеих технологии, прежде чем мы углубимся в каждую из них.

Что такое контейнер

Допустим, вы хотите установить приложение в идеальной для максимальной производительности среде. Обычно параметры такой среды зависят от серверных стоек, сетевых переменных и других технических характеристик внешней инфраструктуры. Это означает, что в 100% случаев вы не достигнете максимальной производительности… только если не создадите контейнер, чтобы абстрагировать приложение от его физического местоположения.
Представьте себе песочницу или виртуальную машину с указанными переменными (тип ОС, Compute и т. д.). Допустим, вам также нужно было установить другое приложение, контейнер на том же оборудовании, но с другой ОС и другими переменными, и это создало изолированную среду, идеально подходящую для тестирования и внедрения данного приложения.
Эти контейнеризированные приложения функционируют таким образом, как будто они находятся на разных компьютерах и даже в разных местах. Ключевое преимущество использования контейнеров заключается в том, что мы можем реплицировать их среды на любом устройстве, таким образом устраняя проблемы несоответствия, существовавшие в «доконтейнерную» эру разработки ПО.

Что представляет собой Kubernetes?

Kubernetes — это инструмент, разработанный Google в 2014 году для оркестровки задач, связанных с контейнерами и платформами контейнеризации. Это система с открытым исходным кодом, которая может управлять несколькими контейнерами, расширяя свои возможности (см. функции ниже) для поддержания бесперебойной работы и доступности «контейнеризованных» приложений.

Ключевые функции Kubernetes

Одними из особенностей Kubernetes являются:

1. Поддержание среды с заданными параметрами для разработки, тестирования и внедрения
2. Предсказуемая и автоматически масштабируемая (горизонтально) инфраструктура
3. Самовосстанавливающаяся (с возможностью отмены) среда с балансировкой нагрузки
4. Широкие возможности для установки приложений
5. Инструменты управления на уровне приложений

Это пять основных характерных особенностей, для которых разработчики создали Google Kubernetes Engine.

Что представляет собой Docker?

Docker — это инструмент для контейнеризации, разработанный в 2013 году. Docker также является технологией с открытым исходным кодом и не потребляет много ресурсов, при этом позволяя разработчикам автоматизировать установку приложений в портативных контейнерах.

Ключевые функции Docker

Вот краткий список особенностей Docker:

1. Совместное использование образов среды с помощью Docker Build
2. Docker Assemble для распознавания языка программирования и речи при создании контейнеров
3. Нативные и облачные инструменты для оптимизации производительности разработчиков
4. Инструменты CI/CD для команд, работающих над развивающимися приложениями с системой контроля версий
5. Высокая отказоустойчивость с надежной поддержкой больших кластеров

Docker или Kubernetes. Нужно ли выбирать между ними?

Не всегда.
Сам по себе Kubernetes не может запустить контейнер, когда вы начинаете свой проект. Для этого лучше использовать Docker (или его альтернативу). Но мы рекомендуем использовать их в синергии.
Docker создает контейнеры и управляет ими..., а затем Kubernetes управляет Docker.
В случае, если ваше приложение простое, Docker может также предоставить всю необходимую инфраструктуру для поддержания его работоспособности. По мере роста приложения, когда ему может потребоваться несколько кластеров и более сложное обслуживание, нужно использовать Kubernetes.
Вы стоите перед необходимостью выбора только в том случае, когда ваше приложение масштабируется.

Плюсы и минусы Docker: контейнеризация

Разработчики не стали бы заниматься контейнеризацией приложений, если бы не было преимуществ, связанных с этой технологией. Давайте рассмотрим некоторые из очевидных преимуществ, которые делают Docker идеальным решением, а также несколько его недостатков.

Плюсы:

• Легкость создания. Инициализация контейнеров в Docker выполняется быстро и требует минимальных технических навыков.
• Инструменты Docker. Управлять контейнерами легко благодаря полному набору стартовых инструментов
• Эффективная поддержка. У Docker есть активное сообщество разработчиков, которые предоставляют техническую поддержку и помогают устранить любые проблемы, с которыми вы можете столкнуться.

Минусы:

• Отсутствие хранилища. При каждой перезагрузке контейнер теряет ранее созданные вами данные. Сохранение не настроено по умолчанию, и для начинающих разработчиков это может создавать сложности.
• Низкая скорость. Контейнеры Docker никогда не достигнут уровня производительности выделенных серверов из-за сетевого уровня, на котором они теряют скорость. Нечто неслыханное при использовании инфраструктуры выделенных серверов для хостинга приложений.
• Отсутствие кроссплатформенной поддержки. Изолированный характер контейнеров Docker делает невозможным установку приложений в средах, отличных от среды, в которой они были разработаны.

Плюсы и минусы Kubernetes: оркестровка контейнеров

Как и у Docker, у Kubernetes есть свои преимущества и недостатки, которые разработчики должны учитывать при его использовании. Давайте рассмотрим несколько плюсов и минусов для более глубокого понимания использования K8.

Плюсы:

• Модули pod (поды). К8 поддерживает поды (контейнеры и инструменты контейнеризации) для сохранения с автовосстановлением (воссозданием) в случае неожиданного сбоя.
• Разработка Google. Kubernetes вселяет уверенность (не всем, конечно) в своем качестве за счет известности разработчика и растущего (самого большого) сообщества.
• Наличие хранилища по умолчанию. Для удобства разработчиков K8 поставляется с облачными хранилищами и хранилищами SAN.

Минусы:

• Сложная установка. Требует значительных технических усилий, а для правильной установки и настройки нужно много времени.
• ”Overkill” — простым приложениям не нужна сложность Kubernetes. Но кто из ваших разработчиков признается, что ваше приложение «простое»?
• Технические возможности К8 обходятся недешево. Услуги разработчиков DevOps, способных создавать и поддерживать инструменты Kubernetes, стоят дорого.

Несмотря на эти недостатки, К8 является перспективной технологией, на которую стоит перейти. Опыт показал, что создание приложений с нуля в соответствии с его стандартами значительно снижает затраты и факторы сложности.

Примеры использования Docker и Kubernetes

Хотя этот пост посвящен Docker и Kubernetes по отдельности, нужно признать, что они не существуют изолированно. На успех претендуют и другие конкурирующие инструменты оркестровки и контейнеризации.
Однако для некоторых ситуаций идеально подходят именно K8 и Docker. В нескольких случаях нет необходимости совместного использования этих двух технологий. Рассмотрим их ниже.

Когда нужно использовать Kubernetes

Если масштаб вашего приложения значительно вырос, возможно, вам пора переходить на К8:

• Почти идеальное время безотказной работы. Функция самовосстановления Kubernetes позволяет ресурсоемким приложениям продолжать работу независимо от количества сбоев в системе.
• При выборе между различными поставщиками услуг контейнеризации. Так как К8 сотрудничает (на разных уровнях сложности) почти со всеми поставщиками, использование К8 в качестве системы оркестровки дарит свободу выбора. Ни один поставщик не может претендовать на контракт с вашей компанией, если вы не будете довольны качеством услуг после пробного периода.
• Если вы не уверены в потенциале роста. Во время горизонтального масштабирования К8 автоматически распределяет ресурсы по приложениям.

Когда нужно использовать Docker

В некоторых случаях для хостинга приложений лучше использовать Docker и его инструменты. Рассмотрим некоторые из них.

• Если К8 не подходит. Недостаточные технические возможности, несовместимость с API и высокая стоимость услуг могут привести к необходимости использования Docker и его инструментов. Платформа оркестровки Docker Swarm может полностью заменить К8.
• Когда вы только начинаете развитие приложения. Вам не нужно использовать Docker совместно с какой-либо другой системой оркестровки, когда приложения еще находятся в стадии роста. На данных этапах скорость важнее устойчивости.
• При создании приложений CLI. При разработке Docker была предусмотрена его интеграция с приложениями CLI, благодаря эффективности которых повышается производительность.

Когда необходимо совместное использование

При совместном использовании Kubernetes и Docker дополняют друг друга. Во-первых, стоит отметить медленную пропускную способность, на которую мы жаловались при внедрении Kubernetes и проверке работоспособности контейнеров.
При наличии достаточного бюджета и технических возможностей для поддержки приложений, эти инструменты отлично работают. Вы не столкнетесь с проблемой простоя приложения, поскольку вам поможет сообщество.
Также нужно признать, что в каждом из данных инструментов остались пробелы и недостатки, поэтому они лучше функционируют вместе. Kompose от K8 — это адаптация Docker Compose. Это означает, что использование обоих инструментов было и остается стандартом.
Таким образом, результат данного противостояния — дружеская ничья. Случаи применения полностью зависят от ваших предпочтений. Однако лучше не использовать только Kubernetes.