Docker kubernetes что это

Что такое Kubernetes?

Kubernetes – инструмент управления контейнерами, автоматизирующий развёртывание. Это платформа с открытым исходным кодом, разработанная компанией Google, а теперь управляемая Cloud Native. Kubernetes помогает в обновлении приложений простым и быстрым способом, управляет рабочей нагрузкой и планированием контейнеров в кластере, автоматизирует многие ручные процессы, например, управлением приложенияй в контейнере и их масштабированием.

Особенности Kubernetes

• Автоматизация ручных процессов.
• Балансировка нагрузки. Kubernetes распределяет сетевой трафик и поддерживает стабильность развёртывания.
• Самовосстановление. Инструмент перезапускает отказавшие контейнеры, перемещает, а также «убивает» контейнер, не отвечающий шаблону пользователя.
• Инструментирование хранилища: пользователи могут автоматически монтировать систему хранения на свой вкус.

Docker vs Kubernetes

Docker и Kubernetes – это разные технологии. Не совсем справедливо сравнивать два этих варианта или ставить вопрос о том, кому из них следует отдать приоритет.

Docker – это контейнерная площадка, а Kubernetes является инструментом оркестровки контейнеров для таких платформ, как Docker.

Docker и Kubernetes часто работают вместе. Docker используется для изоляции приложений в контейнерах, а Kubernetes как планировщик для развёртывания и масштабирования.

Сходства Docker и Kubernetes:

• Архитектура, основанная на микросервисах.
• В основном написаны на Go, так что поставляться в виде лёгких бинарников.
• Оба используют файлы в человекочитаемом формате YAML.

Когда использовать Docker и Kubernetes?

Если в вашей работе используется микросервисная архитектура – берите Docker и назначайте контейнер для каждого микросервиса.

Kubernetes – это быстро развивающаяся технология, но она нужна только если у вас крупный штат разработчиков, которым нужна серьезная продакшн-среда. Для маленького проекта и трёх-четырёх разработчиков накладные расходы могут «съесть» всю пользу.

Муки выбора

Когда и что использовать?

• если приложение подходит для работы в контейнере;
• приложение не требует графического интерфейса;
• приложение должно быть развернуто последовательно.

Если организация не привязана к одному облачному провайдеру, то использование Kube является самым разумным. Причина в том, что он работает одинаково на всех системах. Вот почему его называют вендор-независимым.

Совершенно ясно, что обе технологии идут рука об руку и запускаются друг за другом. Но что заставляет думать, что существует конкуренция между ними? Docker S warm . Это один из инструментов оркестровки контейнеров, предоставляемый ребятами из Docker Inc.

Что такое Docker Swarm?

Это внутренний инструмент оркестровки контейнеров, разработанный для «общения» с контейнерами, работающими в среде Docker. Он используется для кластеризации и планирования, позволяет управлять несколькими контейнерами, развёрнутыми на нескольких хост-машинах. В работе используется стандартный Docker API .

Принципы работы

• обратная совместимость;
• безопасность по умолчанию;
• устойчивая и отказоустойчивая архитектура;
• простой, но динамичный пользовательский интерфейс.

Kubernetes vs Docker Swarm

Развёртывание

Kubernetes: приложения могут быть развёрнуты с использованием сочетания модулей и сервисов/микросервисов.

Docker Swarm: приложения могут быть развёрнуты как сервисы/микросервисы в Swarm-кластере или при помощи Docker Compose. Для обозначения универсальных контейнеров используется файл YAML.

Установка

Kubernetes: здесь установка полностью ручная. Это требует тщательного планирования, чтобы поднять Kube и заставить работать. Процесс установки может отличаться для разных ОС и зависит от поставщика услуг.

Docker Swarm: установка в сравнении с Kubernetes отличается скоростью и простотой. Понадобится лишь один набор инструментов, чтобы научиться строить на его основе среды и конфигурации.

Функционирование

Kubernetes: для перемещения внутри структуры и запуска Kubernetes понадобятся знания и представление о Docker CLI. Для запуска и настройки нужно общее понимание инфраструктуры.

Docker Swarm: как уже говорилось ранее, Docker Swarm – разработка Docker , поэтому для навигации внутри структуры используется один язык. Это повышает скорость работы и обеспечивает вариативность. Таким образом, Docker получает значительное преимущество в удобстве использования.

Журналирование

Kubernetes: для развернутой в кластере службы, например Elasticsearch/Kibana, Kubernetes поддерживает несколько версий мониторинга и ведения журнала.

Docker Swarm: здесь поддерживается только мониторинг с помощью сторонних приложений. Для данных целей обычно рекомендуется Riemann .

Масштабирование

Kubernetes: для распределённых систем Kube – самое то. Этот сложный all-in-one фреймворк предоставляет надежные гарантии относительно состояния кластера и унифицированного набора API .

Docker Swarm: в отличие от Kubernetes, скорость развёртывания контейнеров намного выше. Масштабирование по требованию позволяет добиться быстрого времени реакции.

Сеть

Kubernetes: сеть в Kube – плоская. Все контейнеры могут общаться друг с другом. В Kubernetes необходимы два CIDR – один для получения IP-адреса, а другой – для внутренних сервисов.

Docker Swarm поддерживает возможность самостоятельно шифровать пользовательский трафик в контейнере во время оверлея.

Выводы

В эру облачных сервисов, опенсорсного ПО, сервисов/микросервисов и контейнеризации компаниям удастся привлечь талантливых DevOps -специалистов для развития инфраструктуры. Контейнеры помогут сосредоточиться на бизнес-логике, не отвлекаясь на то, что находится под капотом.

Если вы только начинаете знакомство с контейрными технологиями и вас интересует Docker, обратите внимание на другие наши материалы:

• Что такое Docker, и как его использовать?
• 12 друзей Docker-а – опенсорсные инструменты в помощь разработке
• Как запустить веб-приложение на Nginx в Docker

Больше полезной информации вы найдете на наших телеграм-каналах «Библиотека программиста» и «Книги для программистов».

Docker и Kubernetes: в чем разница

Docker и Kubernetes являются инструментами для работы с контейнерами. Их часто упоминают вместе, сравнивают между собой. Но стоит ли это делать? В статье мы разберём оба понятия, поговорим о том, действительно ли нужно выбирать что-то одно.

Определение понятий

Прежде всего посмотрим, что собой представляет каждый из этих инструментов.

Что такое Docker?

Он представляет собой открытую платформу для создания, развертывания, обслуживания приложений, упакованных в контейнеры. Они являются самодостаточными единицами, которые могут работать в облаке или локальных средах.

Docker предназначен для создания и запуска контейнеров на произвольной машине, а потом передаче их образов в другие среды с помощью реестра контейнеров. Подход контейнеризации даёт возможность запускать приложения в операционной системе так, чтобы они остались в изолированной части системы. Приложение будет думать, что у него есть персональная выделенная ОС. По итогу платформа позволяет нескольким приложениям работать на общей операционке так, будто у каждого есть собственная ОС.

Каждое приложение находится внутри своего контейнера. Платформа даёт возможность создавать, управлять приложениями в процессе разработки, работать с хранилищем, памятью, правами приложений.

К особенностям Docker относятся:

• Быстрая лёгкая настройка.
• Высокая производительность.
• Изоляция за счёт контейнеризации приложений.
• Возможность управлять безопасностью.

Что собой представляет Kubernetes?

Kubernetes – это инструмент, с помощью которого можно управлять контейнерами, а также автоматизировать процесс развёртывания. Используя его, можно легко оперативно обновлять приложения, контролировать рабочую нагрузку, заниматься планированием.

• Автоматизация ряда ручных процессов.
• Балансировка нагрузки благодаря распределению сетевого трафика и стабильности развёртывания.
• Самостоятельно восстанавливает отказавшие контейнеры, убирает контейнеры, которые не соответствующие шаблону пользователя.
• Позволяет в автоматическом режиме монтировать систему хранения по своему усмотрению.

Docker vs Kubernetes. Стоит ли сравнивать

Несмотря на то, что вы часто можете встретить сравнение этих двух инструментов, противопоставлять их будет не совсем верно. Если Docker создаёт контейнеры, то Kubernetes позволяет ими управлять. То есть эти инструменты действительно могут функционировать независимо друг от друга, наиболее эффективным будет использовать их совместно.

Kubernetes вместе с Docker позволяет сделать автоматической балансировку нагрузки, а также создание сетей, предоставление ресурсов, масштабирование и безопасность на всех хостах. Это реализуется благодаря обособленной панели мониторинга или интерфейса командной строки.

Использование нескольких узлов повышает масштабируемость приложений, надежность инфраструктуры в целом.

На самом деле сравнению подлежат Kubernetes и платформа Docker Swarm, которая служит для оркестрации контейнеров. Она является встроенным механизмом кластеризации для Docker.

Аренда облачного сервера для разработки, хостинга, обученияПодробнее

Что выбрать

Разберём особенности и различия Kubernetes с Docker Swarm.

В чем разница между Kubernetes и Docker?

Docker – технология среды выполнения контейнеров, позволяющая создавать, тестировать и развертывать приложения быстрее, чем с помощью традиционных методов. Она упаковывает программное обеспечение в стандартизованные блоки, называемые контейнерами, которые включают все необходимое для его работы: библиотеки, системные инструменты и код. Kubernetes – это инструмент оркестровки контейнеров, который позволяет масштабировать контейнерные системы, чтобы вы могли управлять контейнерами, координировать и планировать их работу.

Где используются Kubernetes и Docker

Kubernetes и Docker – это контейнерные технологии. Современные приложения состоят из микросервисов – независимых компонентов, которые выполняют каждый процесс приложения как сервис. Каждый сервис выполняет одну функцию и взаимодействует с другими сервисами через четко определенный интерфейс, называемый API. Контейнеризация предоставляет программный инструмент для упаковки микросервисов в виде развертываемых программ на разных платформах.

Создание контейнеров

Docker – это среда выполнения контейнеров с открытым исходным кодом, которая приобрела популярность в последние годы. Она предоставляет набор инструментов для простого и эффективного создания контейнеров. Разработчики выполняют команды для создания файла образа контейнера, включающего системные библиотеки, инструменты, код и другие программные конфигурации, необходимые для каждого микросервиса. Каждый микросервис имеет свой собственный образ Docker. Вы можете использовать образ Docker для запуска микросервиса в любой среде.

Управление контейнерами

Большинство приложений состоят из нескольких микросервисов. Некоторые из них могут масштабироваться до тысяч микросервисов, работающих на разных серверах. Многоконтейнерные приложения создают новые проблемы в управлении, и возникают следующие вопросы.

• Как следует координировать работу нескольких контейнеров?
• Как следует планировать контейнеры?
• Как следует группировать и каталогизировать контейнеры?

Разработчики решают эти проблемы с помощью платформы оркестровки контейнеров, такой как Kubernetes. Kubernetes – это технология с открытым исходным кодом, позволяющая управлять контейнерами в масштабе. Она справляется с операционными сложностями, позволяя масштабировать рабочие нагрузки и управлять развертыванием контейнеров на нескольких серверах.

Какие ключевые различия между Kubernetes и Docker

И Kubernetes, и Docker – это контейнерные технологии с открытым исходным кодом. Однако они полностью отличаются по принципу работы и роли, которую они играют в распространении контейнерных приложений. Разработчики используют Docker для создания образов контейнеров и работы с ними. Они используют Kubernetes для управления многочисленными микросервисами в масштабе. Каждый микросервис состоит из нескольких контейнеров.

Операции

Термин Docker фактически относится к набору инструментов, используемых разработчиками для создания, совместного использования и запуска контейнерных приложений. Ниже перечислено несколько команд, которые вы можете использовать в Docker:

• Docker Build для создания образов контейнеров;
• Docker Compose для определения и запуска многоконтейнерных приложений;
• Docker Hub для поиска и обмена образами контейнеров, аналогично GitHub для обмена кодом.

При этом Kubernetes работает, управляя кластером вычислительных инстансов. Этот сервис планирует запуск контейнеров на кластере на основе доступных вычислительных ресурсов и требований к ресурсам каждого контейнера. Контейнеры объединяются в логические группы – так называемые поды. В рамках пода можно запускать и масштабировать один или несколько контейнеров. Вы можете автоматически запускать дополнительные поды на кластере Kubernetes в зависимости от их потребностей в ресурсах.

Базовая технология

Docker Engine – это компонент, который разработчики используют для создания и контейнеризации приложений. Аналогично, программное обеспечение плоскости управления Kubernetes решает, когда и где запускать контейнерные поды, управляет маршрутизацией трафика и масштабирует ваши поды на основе использования или других показателей, которые вы определяете.

Большая выгода

Docker оптимизирует жизненный цикл разработки, позволяя разработчикам работать в стандартизированных средах с использованием локальных контейнеров, которые предоставляют ваши приложения и сервисы. Платформа на основе контейнеров обеспечивает высокую переносимость рабочих нагрузок. При этом Kubernetes позволяет создавать сложные приложения на основе контейнеров и запускать их в любом масштабе в кластере серверов.

Когда использовать Kubernetes, а когда – Docker

Docker и Kubernetes – это две разные технологии, и варианты их использования отличаются. Docker Desktop используется для запуска, редактирования и управления разработкой контейнеров, а Kubernetes – для запуска приложений производственного уровня в масштабе.

Что умеет Kubernetes, чего не умеет Docker

Если вы недавно познакомились с Docker, возможно, вы уже слышали о Kubernetes. Если вы не до конца понимаете связь, различия или схожесть этих технологий, эта статья для вас.

Мы расскажем, зачем нужен Kubernetes, если вы уже пользуетесь Docker-контейнерами. Так что же такого можно сделать в Kubernetes, чего нельзя достичь средствами Docker?

Что такое Kubernetes и сравнение его с Docker

Kubernetes — это платформа для оркестрации контейнеров, которая позволяет построить распределенную отказоустойчивую систему. Kubernetes автоматически управляет жизненным циклом контейнеров, поддерживает стабильное состояние системы и распределяет нагрузку по разным узлам.

Kubernetes и Docker нельзя сравнивать напрямую. Docker — инструмент для создания и запуска контейнеров, а Kubernetes — оркестратор, инструмент для управления контейнерами. Kubernetes позволяет построить кластер (Cluster) — распределенную отказоустойчивую систему, в то время как Docker работает на отдельном узле.

Еще есть Docker Swarm — это встроенный в докер инструмент оркестровки контейнеров. Его как как раз и можно полноценно сравнивать с Kubernetes, мы написали об этом отдельную статью.

Важно понимать, что в этой статье мы говорим о простых Docker-контейнерах, без применения оркестратора Docker Swarm.

Главное преимущество Kubernetes — автоматизация

Основное преимущество Kubernetes перед простыми Docker-контейнерами можно описать одним словом — автоматизация. Но под этой автоматизацией понимается много различных возможностей, о которых мы расскажем далее и приведем несколько конкретных примеров.

Нужно отметить, что все эти автоматизации можно сделать и без Kubernetes, но для этого придется использовать много отдельных инструментов, настраивать их и писать скрипты. Например, для автоматизации выкатки обновлений приложений можно использовать Ansible — систему управления конфигурациями. Такая система может обновить все инстансы приложения и убедиться, что оно работает. Но для этого она должна знать, какие хосты сейчас работают, как к ним обратиться, на каких именно хостах работают инстансы нужного приложения. Для этого придется писать скрипты, которые будут за этим следить.

Заниматься поддержкой этих скриптов и инструментов придется самостоятельно. Иногда могут возникать проблемы, например, если у одного из инструментов выйдет новая версия, которая несовместима с другими инструментами. Или для новой версии инструмента придется переписывать скрипты, потому что поменяется логика работы этого инструмента.

В Kubernetes все эти автоматизации уже включены, они разрабатываются и поддерживаются большим сообществом разработчиков. Когда выходит новая версия Kubernetes, разработчики тестируют и проверяют все сами, а значит, все внутренние интеграции и автоматизации точно будут работать.

Единое управление всеми узлами

Когда в инфраструктуре становится много узлов (серверов, на которых работают контейнеры), ими нужно централизованно управлять. Удобней всего иметь центральную точку управления, которая может принять команды и выполнить действия вне зависимости от того, на каком узле находятся контейнеры.

Docker работает в рамках отдельных узлов. Если у вас несколько узлов, то на каждом из них запущен докер-демон, который ничего не знает о существовании других узлов. Каждый демон знает лишь о том, что происходит на его узле. И поэтому обычными докер-контейнерами сложно управлять централизованно.

У Kubernetes есть центральная точка управления — API-сервер. В кластере может быть много узлов, контейнеров и настроек, но всеми ими можно управлять через единый сервер. В кластер можно отправить команду (например, чтобы обновить наше приложение), и Kubernetes сам найдет, на каких узлах оно находится, и обновит его.

Kubernetes как сервис с сертификацией CNCF
Беспроблемная доставка ваших приложений

Управление конфигурациями и конфиденциальными данными

Приложениям часто требуются файлы настроек, переменные окружения или конфиденциальные данные (логины, пароли, токены и т. п.). Обычно такие файлы хранятся отдельно от приложений. Если приложение работает на нескольких узлах, нужно распространить эти файлы настроек на все узлы. Причем если настройки изменятся, их снова нужно обновить на всех узлах. Docker. Так как докер-демон работает отдельно на каждом узле, все манипуляции по доставке и синхронизации этих файлов между узлами нужно проводить вручную. К тому же у Docker-контейнеров нет возможности хранения конфиденциальных данных в зашифрованном виде. Докер может использовать только переменные окружения. В Kubernetes есть средство для центрального управления конфигурациями — ConfigsMaps для настроек и Secrets для конфиденциальных данных. Если разместить в них свои настройки, то приложения смогут получить к ним доступ из любого узла.

Автомасштабирование узлов

Технология контейнеризации позволяет легко масштабировать приложение. Если нагрузка на приложение растет, можно запустить дополнительные экземпляры, чтобы приложение не зависало. Но отслеживать изменение нагрузки вручную неправильно, гораздо удобнее это автоматизировать. Здесь под масштабированием мы имеем в виду как увеличение количества контейнеров, так и подключение дополнительных узлов, если ресурсов существующих узлов становится недостаточно. Docker. Контейнеры не могут автомасштабироваться. Так как каждый докер-демон работает только в рамках своего узла, он не знает, что происходит на остальных. Докер-демон не может следить за нагрузкой, создавать дополнительные контейнеры или подключать новые узлы. Kubernetes умеет автомасшабироваться. «Из коробки» он умеет масштабировать количество контейнеров, и дополнительно можно настроить подключение новых узлов. Когда нагрузка на приложение возрастет, Kubernetes добавит новые инстансы приложения, а при необходимости и подключит новые узлы. Когда нагрузка спадет, Kubernetes завершит лишние контейнеры и освободит узлы.

Обновления приложений и откаты

Приложения часто дорабатываются и изменяются. При обновлении контейнерного приложения нужно обновить инстансы на всех узлах. При этом на время обновления нужно сделать так, чтобы обновляемый контейнер не получал запросы, то есть его нужно вывести из балансировки нагрузки. Также часто требуется выполнять обновление без простоев по методу Rolling-Update, то есть чтобы все инстансы обновлялись последовательно и приложение было доступно в любой момент времени. Другая задача — откат обновлений. Иногда для быстрого устранения ошибки нужно откатить обновление, чтобы потом спокойно разбираться и устранять ошибку. По сути, эта процедура аналогична обновлению, просто в обратном направлении. В Docker нужно обновлять отдельно каждый контейнер. У контейнеров нет средства, чтобы одной или несколькими командами обновить все инстансы. Нужно найти все узлы, на которых работает приложение, и обновлять их по очереди. Kubernetes. Чтобы выкатить новую версию приложения в Kubernetes, достаточно в Deployment-файле указать новую версию в имени образа. При этом если нужно выполнить обновление по типу Rolling-Update, это тоже достаточно указать в Deployment-файле. Если после обновления нужно откатиться, достаточно выполнить команду rollout, и Kubernetes сам откатит все контейнеры.

Система хранения данных

Многим приложениям нужен доступ к хранилищу постоянных данных. Так как контейнеры по своей природе изолированны, обычно настроить доступ к хранилищу не самая тривиальная задача. У Docker есть тома (Volumes), которые нужны для упрощения работы с постоянными данными. Но в любом случае тома нужно дополнительно настраивать, причем делать это придется для каждого контейнера отдельно. Например, у нас есть сетевое хранилище Ceph. Чтобы подключить его к контейнеру, сначала нужно создать том, подключить его ко всем узлам с контейнерами и потом смонтировать этот том в каждый отдельный контейнер. Kubernetes намного упрощает работу с дисками. Полностью «из коробки» подключить диски не получится, тут все равно потребуется некоторая настройка и дополнительные инструменты. Но сделать это гораздо проще за счет объектов PersistentVolume и PersistentVolumeClaim. Сначала нужно создать том и настроить его один раз, а потом каждый контейнер может самостоятельно запрашивать ресурсы, без необходимости дополнительных манипуляций. Подробнее об этом механизме читайте в нашей статье про основы Kubernetes.

Распределение нагрузки и маршрутизация трафика из внешней сети

Если у приложения есть несколько инстансов, то, чтобы обратиться к приложению, нужно знать его адреса. Причем внешние сервисы, которые обращаются к приложению, даже не должны знать, сколько инстансов у приложения, где они запущены и так далее. Они должны взаимодействовать с приложением как с единой сущностью, не задумываясь об его инстансах. Другая задача — маршрутизация трафика из внешней сети. Если приложение должно быть доступно из интернета или любой другой внешней сети, необходимо настроить маршрутизацию. Чтобы внешний трафик правильно распределялся по нужным сервисам и приложениям. Docker. В простых докер-контейнерах нет возможности распределять нагрузку между инстансами приложения. Например, приложение хочет обратиться к сервису. Чтобы это сделать, оно должно знать IP-адрес этого сервиса. А если у сервиса несколько инстансов, то приложение должно знать все адреса и само решать, в какой именно инстанс обратиться. Если один из контейнеров сервиса перезапустится и получит новый адрес, приложение должно как-то об этом узнать. Это неудобный и неправильный подход к разработке. Проблема усугубляется, если к сервису нужно обращаться из внешней сети. Для этого придется поддерживать в актуальном состоянии и еще и таблицу маршрутизации для внешнего трафика. Kubernetes берет распределение трафика на себя. Если рассматривать пример выше, то Kubernetes позволяет над всеми инстансами сервиса создать единый объект типа Service. Этот объект сам следит за всеми инстансами, и, если контейнер перезапускается, он сам обновит информацию о его новом адресе. И чтобы приложение могло обратиться к сервису, достаточно знать одно доменное имя, которое будет всегда постоянным. Также Kubernetes умеет перенаправлять внешний трафик в контейнеры. Для этого нужно установить и настроить Ingress Controller, но это гораздо проще, чем самостоятельно настраивать и поддерживать маршрутизацию. Kubernetes позволяет сделать так, чтобы к приложениям можно было обращаться по доменным именам или URL-путям. Ingress Controller сам будет перенаправлять трафик на нужный инстанс контейнера.

Чем еще хорош Kubernetes

• Kubernetes — это готовая платформа. С помощью Kubernetes можно построить платформу промышленного уровня. В нем есть механизмы авторизации, возможность разделять работу нескольких команд и проектов, отдельные пространства имен и многое другое. С простыми докер-контейнерами сложно построить такую систему самостоятельно.
• Kubernetes — это проект-конструктор. Для Kubernetes существует много сторонних расширений и интеграций с другими инструментами: мониторинг, безопасность, инструменты разработки и многое другое. Это позволяет настроить его под себя так, как нужно именно для ваших нужд.

Когда использовать Kubernetes, а когда достаточно Docker-контейнеров?

Если у вас мало контейнеров и они все работают на одном узле, вам будет достаточно простых Docker-контейнеров. Kubernetes нужен, когда у вас много контейнеров и узлов, которыми нужно управлять. Также Kubernetes подходит, если вам нужна распределенная отказоустойчивая система.

Прежде чем начать работать с Kubernetes, его нужно изучить. Потому что это больше, чем просто Docker и контейнеры. Необходимо развернуть кластер, настроить его и поддерживать. Эти задачи можно упростить, если использовать облачные решения, например Kubenetes as a Service от VK Cloud (бывш. MCS). Мы возьмем на себя установку, первоначальную настройку, обновление и поддержку кластера. А вы будете пользоваться им как готовым решением, без необходимости администрирования.