Konteineru orķestrēšana: Docker Swarm pret Kubernetes — visaptverošs ceļvedis

Mūsdienu straujajā programmatūras izstrādes vidē konteinerizācija ir kļuvusi par modernās lietojumprogrammu arhitektūras stūrakmeni. Konteineru orķestrēšanas platformām ir būtiska loma šo konteineru efektīvā pārvaldībā un mērogošanā. Divi vadošie pretendenti šajā jomā ir Docker Swarm un Kubernetes. Šis visaptverošais ceļvedis sniegs detalizētu šo platformu salīdzinājumu, izpētot to arhitektūras, funkcijas, ieviešanas stratēģijas un lietošanas gadījumus, lai palīdzētu jums pieņemt pamatotu lēmumu atbilstoši jūsu konkrētajām vajadzībām.

Kas ir konteineru orķestrēšana?

Konteineru orķestrēšana automatizē konteinerizētu lietojumprogrammu ieviešanu, mērogošanu, tīklošanu un pārvaldību. Iedomājieties, ka jums ir simtiem vai tūkstošiem konteineru, kas darbojas vairākos serveros. Manuāla šo konteineru pārvaldība būtu operatīvs murgs. Konteineru orķestrēšana nodrošina nepieciešamos rīkus un automatizāciju, lai tiktu galā ar šo sarežģītību.

Galvenās konteineru orķestrēšanas priekšrocības ir:

Automatizēta ieviešana un mērogošana: Viegli ieviesiet un mērogojiet savas lietojumprogrammas atbilstoši pieprasījumam.
Augsta pieejamība: Nodrošiniet, ka jūsu lietojumprogrammas paliek pieejamas pat tad, ja daži konteineri vai serveri neizdodas.
Resursu optimizācija: Efektīvi izmantojiet savus aparatūras resursus, plānojot konteinerus atbilstoši resursu pieejamībai.
Vienkāršota pārvaldība: Vienkāršojiet savu konteinerizēto lietojumprogrammu pārvaldību.

Docker Swarm: Docker dabīgais orķestrēšanas risinājums

Docker Swarm ir Docker dabīgais konteineru orķestrēšanas risinājums. Tas ir izstrādāts tā, lai būtu viegli lietojams un nevainojami integrējams Docker ekosistēmā. Swarm izmanto pazīstamo Docker CLI un API, padarot to par populāru izvēli izstrādātājiem, kuriem jau ir pieredze ar Docker.

Docker Swarm arhitektūra

Docker Swarm klasteris sastāv no divām galvenajām sastāvdaļām:

Pārvaldnieki (Managers): Pārvalda klasteri un orķestrē uzdevumus. Pārvaldnieki ievēl līderi, lai pieņemtu lēmumus un uzturētu klastera vēlamo stāvokli.
Darbinieki (Workers): Izpilda pārvaldnieku piešķirtos uzdevumus. Darbinieki darbina konteinerus, kas veido jūsu lietojumprogrammas.

Swarm arhitektūra veicina vienkāršību un vieglu sapratni. Pārvaldnieki pārvalda vadības plakni, savukārt darbinieki izpilda datu plakni. Šī pienākumu nodalīšana vienkāršo klastera vispārējo pārvaldību.

Docker Swarm galvenās iezīmes

Vienkārša iestatīšana un lietošana: Swarm ir neticami viegli iestatīt un lietot, īpaši, ja jūs jau esat pazīstams ar Docker.
Integrēta slodzes balansēšana: Swarm nodrošina iebūvētu slodzes balansēšanu, sadalot trafiku starp jūsu konteineriem.
Pakalpojumu atklāšana (Service Discovery): Swarm automātiski atklāj pakalpojumus klasterī, ļaujot konteineriem sazināties savā starpā.
Pakāpeniskie atjauninājumi (Rolling Updates): Swarm atbalsta pakāpeniskos atjauninājumus, ļaujot atjaunināt lietojumprogrammas bez dīkstāves.
Decentralizēts dizains: Swarm ir decentralizēts dizains, kas padara to noturīgu pret kļūmēm.

Docker Swarm lietošanas gadījumi

Docker Swarm ir labi piemērots:

Maza un vidēja izmēra lietojumprogrammas: Swarm ir laba izvēle mazākām lietojumprogrammām ar mazāk sarežģītām prasībām.
Vienkāršas ieviešanas: Swarm ir ideāli piemērots vienkāršām ieviešanām, kur prioritāte ir lietošanas ērtums.
Komandas, kas jau izmanto Docker: Swarm ir dabiska izvēle komandām, kuras jau ir pazīstamas ar Docker ekosistēmu.
Koncepcijas pierādījuma (Proof-of-Concept) projekti: Swarm ir lieliska iespēja ātri iestatīt un testēt konteinerizētas lietojumprogrammas.

Piemērs: Mazs e-komercijas uzņēmums varētu izmantot Docker Swarm, lai ieviestu un pārvaldītu savu vietni, API un datu bāzi. Swarm lietošanas ērtums un integrētās funkcijas padara to par labu izvēli šim scenārijam.

Kubernetes: nozares vadošā orķestrēšanas platforma

Kubernetes (bieži saīsināts kā K8s) ir atvērtā koda konteineru orķestrēšanas platforma, kas kļuvusi par nozares standartu. Tā ir pazīstama ar savām jaudīgajām funkcijām, mērogojamību un elastību.

Kubernetes arhitektūra

Kubernetes klasteris sastāv no vairākām galvenajām sastāvdaļām:

Vadības plakne (Control Plane): Pārvalda klasteri un ietver tādas sastāvdaļas kā API serveris, plānotājs (scheduler), kontrolieru pārvaldnieks (controller manager) un etcd (izkliedēta atslēgu-vērtību krātuve).
Mezgli (Nodes): Izpilda konteinerus. Katrā mezglā darbojas kubelet (aģents, kas pārvalda konteinerus), kube-proxy (tīkla starpniekserveris) un konteineru izpildlaiks (piemēram, Docker vai containerd).

Kubernetes arhitektūra ir sarežģītāka nekā Docker Swarm, bet tā nodrošina augstāku kontroles un elastības līmeni.

Kubernetes galvenās iezīmes

Automatizēta ieviešana un atcelšana (Rollouts and Rollbacks): Kubernetes atbalsta automatizētu ieviešanu un atcelšanu, kas ļauj viegli atjaunināt lietojumprogrammas un nepieciešamības gadījumā atgriezties pie iepriekšējām versijām.
Pašatjaunošanās (Self-Healing): Kubernetes automātiski restartē bojātus konteinerus un pārplāno tos uz veseliem mezgliem.
Pakalpojumu atklāšana un slodzes balansēšana: Kubernetes nodrošina iebūvētu pakalpojumu atklāšanu un slodzes balansēšanu.
Horizontālā mērogošana: Kubernetes var automātiski mērogot jūsu lietojumprogrammas atbilstoši pieprasījumam.
Krātuves orķestrēšana: Kubernetes atbalsta dažādus krātuves risinājumus, ļaujot jums pārvaldīt pastāvīgo krātuvi savām lietojumprogrammām.
Noslēpumu un konfigurācijas pārvaldība: Kubernetes nodrošina drošu sensitīvas informācijas, piemēram, paroļu un API atslēgu, pārvaldību.
Paplašināmība: Kubernetes ir ļoti paplašināms, ļaujot to pielāgot jūsu konkrētajām vajadzībām.

Kubernetes lietošanas gadījumi

Kubernetes ir labi piemērots:

Lielas un sarežģītas lietojumprogrammas: Kubernetes ir paredzēts lielu, sarežģītu lietojumprogrammu pārvaldībai ar augstām prasībām.
Mikropakalpojumu arhitektūras: Kubernetes ir dabiska izvēle mikropakalpojumu arhitektūrām, kur lietojumprogrammas sastāv no daudziem maziem, neatkarīgiem pakalpojumiem.
Augstas noslodzes lietojumprogrammas: Kubernetes var viegli tikt galā ar augstas noslodzes lietojumprogrammām, pateicoties tā mērogojamības un slodzes balansēšanas funkcijām.
Uzņēmumu vides: Kubernetes ir plaši ieviests uzņēmumu vidēs, pateicoties tā spēcīgajām funkcijām un atbalstam.
Hibrīda un vairāku mākoņu ieviešana: Kubernetes var ieviest vairākos mākoņpakalpojumu sniedzējos un lokālās vidēs.

Piemērs: Globāla finanšu iestāde varētu izmantot Kubernetes, lai ieviestu un pārvaldītu savu tirdzniecības platformu, riska pārvaldības sistēmu un klientiem paredzētās lietojumprogrammas. Kubernetes mērogojamība, uzticamība un drošības funkcijas ir būtiskas šāda veida lietojumprogrammām.

Docker Swarm pret Kubernetes: detalizēts salīdzinājums

Tagad iedziļināsimies detalizētā Docker Swarm un Kubernetes salīdzinājumā dažādos aspektos:

1. Lietošanas ērtums

Docker Swarm: Swarm ir ievērojami vieglāk iestatīt un lietot nekā Kubernetes. Tas izmanto pazīstamo Docker CLI un API, padarot to par dabisku izvēli izstrādātājiem, kuriem jau ir pieredze ar Docker. Swarm klastera iestatīšana ir vienkārša, un lietojumprogrammu ieviešana ir salīdzinoši viegla.

Kubernetes: Kubernetes ir stāvāka mācīšanās līkne nekā Swarm. Tam ir sarežģītāka arhitektūra un tas prasa dziļāku izpratni par tā dažādajām sastāvdaļām. Lietojumprogrammu ieviešana Kubernetes ietver dažādu YAML failu definēšanu, kas iesācējiem var būt izaicinājums.

2. Mērogojamība

Docker Swarm: Swarm var mērogoties saprātīgā apmērā, bet tas nav tik mērogojams kā Kubernetes. Tas ir piemērots mazākām un vidēja izmēra lietojumprogrammām. Swarm mērogojamību ierobežo tā decentralizētais dizains un liela mezglu skaita pārvaldības papildu slodze.

Kubernetes: Kubernetes ir ļoti mērogojams un var viegli tikt galā ar lielām, sarežģītām lietojumprogrammām. Tas ir paredzēts mērogošanai līdz tūkstošiem mezglu un var pārvaldīt milzīgu skaitu konteineru. Kubernetes uzlabotās plānošanas un resursu pārvaldības iespējas ļauj tam efektīvi izmantot resursus un mērogot lietojumprogrammas atbilstoši pieprasījumam.

3. Funkcijas

Docker Swarm: Swarm piedāvā pamatfunkciju kopumu konteineru orķestrēšanai, tostarp pakalpojumu atklāšanu, slodzes balansēšanu un pakāpeniskus atjauninājumus. Tomēr tam trūkst dažu Kubernetes pieejamo uzlaboto funkciju, piemēram, pašatjaunošanās, krātuves orķestrēšanas un noslēpumu pārvaldības.

Kubernetes: Kubernetes lepojas ar bagātīgu funkciju kopumu konteineru orķestrēšanai, ieskaitot automatizētu ieviešanu un atcelšanu, pašatjaunošanos, pakalpojumu atklāšanu un slodzes balansēšanu, horizontālo mērogošanu, krātuves orķestrēšanu, noslēpumu un konfigurācijas pārvaldību un paplašināmību. Tā visaptverošais funkciju kopums padara to piemērotu plašam lietojumprogrammu klāstam.

4. Kopiena un ekosistēma

Docker Swarm: Swarm ir mazāka kopiena un ekosistēma salīdzinājumā ar Kubernetes. Lai gan to atbalsta Docker, tam nav tāda paša līmeņa kopienas atbalsta un trešo pušu integrāciju kā Kubernetes.

Kubernetes: Kubernetes ir milzīga un dinamiska kopiena un ekosistēma. To atbalsta liels skaits uzņēmumu un privātpersonu, un ir pieejams plašs rīku un integrāciju klāsts Kubernetes. Spēcīgais kopienas atbalsts un bagātīgā ekosistēma padara Kubernetes par populāru izvēli uzņēmumu vidēm.

5. Tīklošana

Docker Swarm: Swarm izmanto Docker iebūvētās tīklošanas iespējas, kas ir salīdzinoši vienkāršas. Tas atbalsta pārklājuma tīklus (overlay networks) saziņai starp konteineriem un nodrošina pamata slodzes balansēšanu.

Kubernetes: Kubernetes ir sarežģītāks tīklošanas modelis, kas ļauj veidot sarežģītas tīkla konfigurācijas. Tas atbalsta dažādus tīklošanas spraudņus, piemēram, Calico, Flannel un Cilium, kas nodrošina uzlabotas tīklošanas funkcijas, piemēram, tīkla politikas un pakalpojumu tīklus (service meshes).

6. Monitorings un žurnalēšana

Docker Swarm: Swarm trūkst iebūvētu monitoringa un žurnalēšanas iespēju. Jums ir jāintegrējas ar ārējiem rīkiem, piemēram, Prometheus un Grafana, lai veiktu monitoringu un žurnalēšanu.

Kubernetes: Kubernetes nodrošina pamata monitoringa un žurnalēšanas iespējas, bet parasti to integrē ar ārējiem rīkiem, piemēram, Prometheus, Grafana, Elasticsearch un Kibana, lai nodrošinātu visaptverošāku monitoringu un žurnalēšanu.

7. Drošība

Docker Swarm: Swarm piedāvā pamata drošības funkcijas, piemēram, TLS šifrēšanu saziņai starp mezgliem. Tomēr tam trūkst dažu Kubernetes pieejamo uzlaboto drošības funkciju, piemēram, podu drošības politiku un tīkla politiku.

Kubernetes: Kubernetes nodrošina spēcīgu drošības funkciju kopumu, tostarp podu drošības politikas, tīkla politikas, uz lomām balstītu piekļuves kontroli (RBAC) un noslēpumu pārvaldību. Šīs funkcijas palīdz nodrošināt jūsu konteinerizēto lietojumprogrammu drošību.

8. Izmaksas

Docker Swarm: Swarm parasti ir lētāk ekspluatēt nekā Kubernetes, īpaši mazākām ieviešanām. Tas prasa mazāk resursu un tam ir vienkāršāka arhitektūra, kas nozīmē zemākas infrastruktūras izmaksas.

Kubernetes: Kubernetes var būt dārgāk ekspluatēt nekā Swarm, īpaši lielām ieviešanām. Tas prasa vairāk resursu un tam ir sarežģītāka arhitektūra, kas nozīmē augstākas infrastruktūras izmaksas. Tomēr Kubernetes priekšrocības, piemēram, mērogojamība un funkciju bagātība, daudzām organizācijām bieži vien atsver izmaksas.

Pareizās orķestrēšanas platformas izvēle

Izvēle starp Docker Swarm un Kubernetes ir atkarīga no jūsu konkrētajām vajadzībām un prasībām. Šeit ir kopsavilkums, lai palīdzētu jums izlemt:

Izvēlieties Docker Swarm, ja:

Jums ir nepieciešama vienkārša un viegli lietojama orķestrēšanas platforma.
Jūs jau esat pazīstams ar Docker un vēlaties izmantot savas esošās zināšanas.
Jums ir maza vai vidēja izmēra lietojumprogramma ar mazāk sarežģītām prasībām.
Jums prioritāte ir lietošanas ērtums un ātra iestatīšana, nevis uzlabotas funkcijas un mērogojamība.

Izvēlieties Kubernetes, ja:

Jums ir nepieciešama ļoti mērogojama un funkcijām bagāta orķestrēšanas platforma.
Jums ir liela un sarežģīta lietojumprogramma ar augstām prasībām.
Jūs veidojat mikropakalpojumu arhitektūru.
Jums ir nepieciešamas uzlabotas funkcijas, piemēram, pašatjaunošanās, krātuves orķestrēšana un noslēpumu pārvaldība.
Jums ir nepieciešama stabila un droša platforma uzņēmumu vidēm.

Apsvērumi globālai auditorijai: Izvēloties orķestrēšanas platformu globālai auditorijai, apsveriet sekojošo:

Globālā pieejamība: Pārliecinieties, ka izvēlētā platforma ir pieejama vairākos reģionos visā pasaulē. Mākoņpakalpojumu sniedzēji, piemēram, AWS, Google Cloud un Azure, piedāvā pārvaldītus Kubernetes pakalpojumus dažādos reģionos.
Tīkla latentums: Optimizējiet savas lietojumprogrammas ieviešanu, lai samazinātu tīkla latentumu lietotājiem dažādās ģeogrāfiskajās vietās. Apsveriet iespēju ieviest savu lietojumprogrammu vairākos reģionos un izmantot satura piegādes tīklu (CDN), lai kešotu statisko saturu.
Datu rezidence: Ievērojiet datu rezidences noteikumus dažādās valstīs. Glabājiet datus reģionā, kurā tie ir jāglabā.
Vairāku valodu atbalsts: Nodrošiniet, ka jūsu lietojumprogramma atbalsta vairākas valodas.
Lokalizācija: Pielāgojiet savu lietojumprogrammu mērķauditorijas īpašajām kultūras un valodu preferencēm.

Piemērs: Globāla e-mācību platforma varētu izvēlēties Kubernetes, lai pārvaldītu savus tiešsaistes kursus, video straumēšanas pakalpojumus un lietotāju autentifikācijas sistēmu. Kubernetes mērogojamība un globālā pieejamība ir izšķiroši svarīgas, lai apkalpotu lielu un daudzveidīgu lietotāju bāzi visā pasaulē. Platforma var ieviest savu lietojumprogrammu vairākos reģionos, lai samazinātu tīkla latentumu un ievērotu datu rezidences noteikumus.

Noslēgums

Gan Docker Swarm, gan Kubernetes ir jaudīgas konteineru orķestrēšanas platformas, katrai no tām ir savas stiprās un vājās puses. Docker Swarm ir vieglāk lietojams un labi piemērots vienkāršākām ieviešanām, savukārt Kubernetes piedāvā visaptverošāku funkciju kopumu un ir paredzēts lielu un sarežģītu lietojumprogrammu pārvaldībai. Rūpīgi apsverot savas konkrētās vajadzības un prasības, jūs varat izvēlēties pareizo orķestrēšanas platformu, lai racionalizētu savu konteinerizēto lietojumprogrammu ieviešanu un paātrinātu savu DevOps ceļojumu.

Galu galā, labākā izvēle ir atkarīga no jūsu konkrētās situācijas. Pirms lēmuma pieņemšanas novērtējiet savas komandas prasmes, lietojumprogrammu sarežģītību un savus ilgtermiņa mērķus. Apsveriet iespēju sākt ar Docker Swarm vienkāršākiem projektiem un pāriet uz Kubernetes, kad jūsu vajadzības pieaugs un kļūs sarežģītākas. Atcerieties ņemt vērā savas lietojumprogrammas globālo sasniedzamību, projektējot un ieviešot savus konteinerizētos risinājumus.