Docker Swarm vs Kubernetes: выбираем фаворита

Экспертный материал
Денис Афанасьев | Руководитель направления облачных решений

Компании по всему миру все больше полагаются на преимущества контейнерных технологий. Они облегчают развертывание сложных приложений и управление ими, поскольку группируют все необходимые зависимости в одном пакете. Контейнеры портативные, быстрые, безопасные, масштабируемые и просты в управлении, поэтому их выбирают чаще, чем традиционные виртуальные машины. Но для масштабирования необходим инструмент оркестровки — фреймворк для управления несколькими контейнерами.  

Наиболее известные платформы оркестровки контейнеров – Docker Swarm и Kubernetes. В этой статье рассмотрим оба варианта, чтобы помочь вам определить, какой из этих инструментов лучше всего подходит именно вашей компании.  

Docker Swarm

Docker Swarm — это платформа оркестровки контейнеров с открытым исходным кодом, созданная и поддерживаемая компанией Docker. Под капотом Docker Swarm преобразует несколько экземпляров контейнеров в один виртуальный хост. Кластер платформы обычно содержит три элемента: ноды, службы и задачи, балансировщики нагрузки. 

Ноды — это отдельные инстансы Docker Engine, которые управляют кластером и контейнерами, используемыми для запуска служб и задач. Существует два типа нод: управляющие (Manager, они получают запросы и распределяют задачи), и рабочие (Worker, выполняют их). Менеджеров может быть несколько, но среди них обязательно должен быть один лидер, который управляет всем кластером. Рабочие ноды не принимают решения. Они лишь выполняют задачи, назначенные им управляющими нодами.

Кластеры Docker Swarm также включают балансировку нагрузки для маршрутизации запросов между нодами.

Рис.1 Схема кластера Docker Swarm

Преимущества Docker Swarm 

Docker Swarm прост в установке, особенно для тех, кто только начинает осваивать мир контейнерной оркестровки. Он легкий и простой в использовании. Кроме того, изучение Docker Swarm занимает меньше времени, чем в случае более сложных аналогов. Он обеспечивает автоматическую балансировку нагрузки в контейнерах Docker, в то время как другие инструменты оркестровки контейнеров требуют ручных усилий. 

Docker Swarm работает с Docker CLI, поэтому нет необходимости запускать или устанавливать весь новый CLI целиком. Кроме того, он легко работает с существующими инструментами Docker, такими как Docker Compose.

Docker Swarm не требует изменений конфигурации, если ваша система уже запущена внутри Docker.  

Недостатки Docker Swarm 

Docker Swarm легкий и привязан к Docker API, что ограничивает его функциональность по сравнению с Kubernetes. Также возможности автоматизации Docker Swarm не столь надежны, как те, которые предлагает Kubernetes.  

Kubernetes

Kubernetes — это платформа оркестровки контейнеров с открытым исходным кодом, которую разработал Google для своих нужд. Kubernetes имеет более сложную кластерную структуру, чем Docker Swarm, хотя и похож на своего более доступного конкурента. Платформа также имеет Master- и Worker-ноды, разделенные далее на модули, пространства имен, карты конфигурации и т.д.

Преимущества Kubernetes 

Kubernetes предлагает множество возможностей командам, которые ищут надежный инструмент оркестровки контейнеров: 

• большое сообщество с открытым исходным кодом, которое поддерживает Google; 

• имеет встроенный мониторинг и широкий спектр доступных интеграций; 

• поддерживает все операционные системы; 

• предлагается всеми тремя ключевыми облачными провайдерами: Google, Azure и AWS;

• может поддерживать большие архитектуры и сложные рабочие нагрузки, а также управлять ими; 

• обладает способностью к самовосстановлению;

• поддерживает автоматическое масштабирование.

У Kubernetes широкая поддержка сообщества и способность обрабатывать даже самые сложные сценарии развертывания. Поэтому платформа часто является выбором номер один для корпоративных групп разработчиков, управляющих приложениями на основе микросервисов.  

Недостатки Kubernetes 

Среди недостатков: 

• сложный процесс установки и непростое обучение пользованию платформой; 

• требует установки отдельных инструментов CLI и изучения каждого из них;

• переход от Docker Swarm к Kubernetes может быть трудноуправляемым – в некоторых ситуациях второй из них может быть чрезмерно сложным и приводить к потере производительности.  

Детальнее о Kubernetes мы писали тут.

Docker Swarm vs Kubernetes: сходства и различия 

До сих пор мы обсуждали плюсы и минусы каждой платформы. Теперь проанализируем их ключевые различия и сходства. Мы сравним две платформы с точки зрения их требований к настройке, возможностей развертывания приложений, доступности и масштабирования, функций мониторинга, безопасности и балансировки нагрузки.  

• Установка, настройка и сложность изучения 

Docker Swarm проще в установке по сравнению с Kubernetes, и инстансы обычно согласованы во всех ОС. Настроить кластер в Docker Swarm и освоить платформу легче, чем аналогичные решения. Также он работает с существующим CLI.  

По сравнению с Docker Swarm Kubernetes имеет более сложную установку и требует ручных усилий. Инструкции по установке могут отличаться для каждой операционной системы. Он сложен в освоении и имеет отдельный инструмент CLI.  

• Развертывание приложений 

Приложения Docker Swarm – это службы или микросервисы, которые вы можете развернуть с помощью файлов YAML или Docker Compose.  Kubernetes предоставляет более широкий спектр опций, таких как комбинация пространств имен, модулей и развертываний.  

• Доступность и масштабирование 

Docker Swarm обеспечивает высокую доступность, поскольку вы можете легко дублировать микросервисы. Более того, платформа имеет более высокую скорость развертывания. С другой стороны, он не обеспечивает автоматического масштабирования. 

Kubernetes по своей природе высокодоступен, отказоустойчив и самовосстанавливающийся. Он также обеспечивает автоматическое масштабирование и при необходимости может заменить неисправные модули.  

• Мониторинг 

Docker Swarm поддерживает мониторинг только через сторонние приложения, встроенных механизмов нет.  

Kubernetes же имеет встроенный мониторинг, тем не менее лучшей практикой является интеграция со сторонними инструментами, например, такими как:

• ElasticSearch/Kibana;

• InfluxDB;

• Grafana;

• Sysdig.

• Безопасность 

Docker Swarm полагается на безопасность транспортного уровня (TLS) для выполнения задач, связанных с безопасностью и контролем доступа.  Kubernetes поддерживает множество таких протоколов, таких как RBAC, SSL/TLS, управление секретами, политики и так далее.  

• Балансировка нагрузки 

Docker Swarm поддерживает автоматическую балансировку нагрузки и использует DNS под капотом. В Kubernetes нет этого механизма. Однако Nginx Ingress может служить балансировщиком нагрузки для каждой службы в кластере.  

• Графический UI

Kubernetes предоставляет дашборды на базе веб-интерфейса, что позволяет удобно управлять кластерами и просматривать их статусы. Интерфейс помогает администратору:

• развертывать приложения в кластере;

• управлять ресурсами кластера;

• просмотреть журнал ошибок;

• обеспечить мониторинг различных кластеров.

С другой стороны, у Docker Swarm нет встроенной панели инструментов. Необходимо интегрировать платформу со сторонним инструментом для получения преимуществ графического интерфейса. Некоторые из самых популярных вариантов — Portainer, Dockstation, Swarmpit и Shipyard.

K3s как альтернатива 

Основное различие между платформами заключается в том, что Docker Swarm легкий и более удобный для начинающих, в то время как Kubernetes будет для них тяжелым и сложным. Разработчики, которые ищут золотую середину, возможно, захотят рассмотреть новую платформу K3s – «младшего брата» Kubernetes. 

K3s устраняет сложность Kubernetes и обеспечивает более легкий и доступный интерфейс.  K3s — это крошечный двоичный файл, который реализует полный API «старшего брата». Он небольшой, потому что двоичный файл не содержит ненужных пакетов. Вы можете быстро добавить функциональность, используя сторонние дополнения. Он легкий, простой в использовании и сертифицирован Cloud Native Computing Foundation (CNCF). 

K3s более дружелюбен к пользователям Docker Swarm, которые не уверены, готовы ли они к полноценной работе с Kubernetes. В итоге это может стать его идеальной альтернативой.

Какую платформу все-таки следует использовать

И Kubernetes, и Docker Swarm предназначены для конкретных случаев использования. Какой из них лучше для вас, зависит от потребностей вашей организации. Для начинающих Docker Swarm — это простое решение для масштабного управления контейнерами. Итак, несколько выводов:

• Если ваша компания переходит в мир контейнеров и ей не нужно управлять сложными рабочими нагрузками, то Docker Swarm – правильный выбор. Его часто используют команды, которые самостоятельно занимаются поддержкой инфраструктурных решений.   

• Если ваши приложения сложные, и вы ищете полный пакет, включающий мониторинг, функции безопасности, самовосстановление, высокую доступность и абсолютную гибкость, то Kubernetes может стать лучшим решением. Некоторые компании выбирают это решение, заботясь о разработке в будущем, когда появится необходимость быстрого масштабирования. 

• Если вам нужны все возможности Kubernetes, но вас отталкивает его сложность в изучении, то K3s – хорошая альтернатива.

Заключение 

Docker Swarm — это легкий, простой в использовании инструмент оркестровки с ограниченными возможностями. Kubernetes сложный, но мощный инструмент с возможностями самовосстановления и автоматического масштабирования «из коробки». Это оркестратор Enterprise-уровня. Он подходит для сервисов, которые активно используют технологии машинного обучения и Big Data.

K3s – облегченная форма Kubernetes, сертифицированная CNCF, и поэтому может быть правильным выбором, если хотите воспользоваться преимуществами «старшего брата» без всех затрат на обучение.

Какой инструмент оркестровки лучше всего подходит для вас, зависит от потребностей бизнеса. Тщательно обдумайте цели и опыт команды, прежде чем делать выбор. Независимо от того, какую платформу выберете, у вас будут хорошие возможности для масштабирования и управления контейнерными приложениями.