Docker vs. Kubernetes

Einführung

Wenn Sie sich gerade erst mit Containern und Container-Orchestrierungstools vertraut machen, denken Sie vielleicht über den Unterschied zwischen Kubernetes und Docker nach. Der Vergleich dieser beiden Tools ist kein einfacher Prozess, da sie weder Konkurrenten sind noch die gleichen Rollen haben.

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über Docker und Kubernetes, ihre Unterschiede und ihre Beziehung.

Docker vs. Kubernetes erklärt

Es ist ein weit verbreiteter Irrglaube, dass Docker und Kubernetes klar nebeneinander stehen. Die Wahrheit ist, dass ein direkter Vergleich nicht möglich ist, da eine Software die andere nicht ersetzen kann.

Beide Plattformen sind beliebte Containertechnologien. Docker ist ein Containerisierungstool, während Kubernetes ein Container-Orchestrierungstool ist. Daher können Sie Kubernetes nicht ohne die Verwendung eines Containers, z. B. eines Docker-Containers, verwenden.

Lesen Sie weiter, um mehr über Docker und Kubernetes, ihre Architektur und ihre Verwendung zu erfahren. Dies wird Ihnen helfen zu verstehen, warum es keinen klaren Vergleich zwischen den beiden gibt.

Was ist Docker?

Docker ist eine Open-Source-Containerisierungsplattform, die zum Erstellen, Bereitstellen und Verwalten von Anwendungen in leichten Paketen, sogenannten Containern, verwendet wird. Es hat viele langwierige Prozesse der Softwareentwicklung revolutioniert und beseitigt und ist bis heute die führende Containerplattform.

Container bieten eine isolierte Umgebung zum Verpacken von Apps. Da sie die Ressourcen der zugrunde liegenden Hardware virtualisieren, sind sie leichtgewichtig, flexibel und kostengünstig. Daher kann ein Server mehrere Container hosten, die jeweils eine andere App ausführen.

Obwohl Container virtuellen Maschinen ähneln, unterscheiden sie sich durch eine zusätzliche Virtualisierungsebene, da sie den Kernel und das Betriebssystem des Hosts nutzen.

Wie funktioniert Docker

Um zu verstehen, wie Docker funktioniert, müssen Sie sich mit seinen Hauptkomponenten und der Rolle, die sie auf der Plattform spielen, vertraut machen:

• Der Docker-Daemon (dockerd) ist ein Dienst, der auf dem Host ausgeführt wird und Docker-API-Anfragen abhört. Dieser kontinuierliche Prozess verwaltet Docker-Objekte und kommuniziert mit anderen Daemons.
• Der Docker-Client ist eine Komponente, die eine Befehlszeilenschnittstelle (CLI) für die Interaktion mit Docker bereitstellt und dockerd anweist, welche Befehle auszuführen sind.
• Docker-Objekte sind Elemente, die zum Erstellen der Anwendungen erforderlich sind. Dazu gehören Docker-Images, Container, Volumes, Netzwerke und andere Objekte.
• Docker-Registrierungen sind Content-Delivery-Systeme, die Docker-Images speichern. Sie können eine private Registrierung einrichten und verwenden oder Docker Hub verwenden, eine öffentliche Registrierung, aus der Docker standardmäßig Images bezieht.

Der Prozess beginnt mit einem Skript mit Anweisungen, das als Dockerfile bezeichnet wird . Die Datei beschreibt, wie ein Docker-Image erstellt wird, und führt die beschriebenen Befehle automatisch aus.

Alle Docker-Container werden aus Docker-Images erstellt Vorlagen einer Anwendung zu einem bestimmten Zeitpunkt darstellen. Der Quellcode, Abhängigkeiten, Bibliotheken, Tools und andere Dateien, die für die Ausführung der Anwendung erforderlich sind, sind Pakete im Image.

Sobald Sie einen Docker-Container hochgefahren haben aus dem angegebenen Docker-Image können Sie es als stabile Umgebung zum Entwickeln und Testen von Software verwenden. Container stellen portable, kompakte, isolierte Laufzeitumgebungen dar, die Sie einfach starten können. So schnell Sie neue Container erstellen können, können Sie auch alte löschen.

Wofür wird Docker verwendet

Docker wird als praktisches Werkzeug zum Verpacken von Anwendungen in leichte, tragbare Einheiten (Container) verwendet. Da ein Container aus allen erforderlichen Bibliotheken und Abhängigkeiten für eine bestimmte Anwendung besteht, können Entwickler ganz einfach neue App-Instanzen packen, übertragen und überall dort ausführen, wo sie möchten.

Darüber hinaus sind Docker und andere Virtualisierungslösungen in DevOps von entscheidender Bedeutung, da sie es Entwicklern ermöglichen, Code schneller und effizienter zu testen und bereitzustellen. Die Verwendung von Containern vereinfacht DevOps, indem eine kontinuierliche Bereitstellung von Software für die Produktion ermöglicht wird.

Container sind isolierte Umgebungen, was bedeutet, dass Entwickler eine App einrichten und sicherstellen können, dass sie unabhängig von ihrem Host und der zugrunde liegenden Hardware wie programmiert ausgeführt wird. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie auf verschiedenen Servern arbeiten, da Sie so neue Funktionen testen und die Stabilität der Umgebung sicherstellen können.

Vor- und Nachteile von Docker

Sehen Sie sich die wichtigsten Vor- und Nachteile der Verwendung von Docker an.

Vorteile:

• Es ist einfach und schnell, neue Containerinstanzen hochzufahren.
• Konsistenz über mehrere Umgebungen hinweg.
• Isolierte Umgebungen vereinfachen das Debugging.
• Große Community-Unterstützung.
• Container sind leichter und verbrauchen weniger Ressourcen als virtuelle Maschinen.
• Die Plattform unterstützt CI/CD.
• Die Fähigkeit, sich wiederholende Aufgaben zu automatisieren.

Nachteile:

• Mögliche Sicherheitsprobleme, wenn Container nicht richtig gesichert sind.
• Mögliche Leistungsprobleme in nicht-nativen Umgebungen.
• Da Container den Host-Kernel gemeinsam nutzen, sind sie keine vollständig isolierten Umgebungen.
• Beschränkungen der plattformübergreifenden Kompatibilität.
• Nicht geeignet für Anwendungen, die reichhaltige Schnittstellen erfordern.

Was ist Kubernetes?

Die Verwaltung einer großen Anzahl von Containern in mehreren Umgebungen ist eine mühsame Aufgabe, wenn sie manuell durchgeführt wird. Kubernetes (auch bekannt als k8s) automatisiert die Skalierung, Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen. Es ist ein Open-Source-Container-Orchestrierungssystem zur Automatisierung des Container-Managements.

Mit einem Framework wie Kubernetes können Sie verteilte Containersysteme ausführen, ohne sich Gedanken über Ausfallzeiten machen zu müssen. Sie können Multi-Container-Apps bereitstellen und sicherstellen, dass Container synchronisiert und ressourceneffizient sind.

Wie funktioniert Kubernetes?

Zu den grundlegenden Kubernetes-Komponenten und ihrer Rolle in diesem Orchestrierungstool gehören:

• Ein Kubernetes-Cluster ist ein Satz von Knotenmaschinen zum Ausführen von containerisierten Anwendungen. Der Cluster besteht aus einer Steuerungsebene und einer oder mehreren Rechenmaschinen.
• Die Manifestdatei ist eine grundlegende Datei, die das allgemeine Framework für einen bestimmten Kubernetes-Cluster definiert und die Software anweist, wie Ihr Cluster aussehen soll.
• Kubectl ist die Befehlszeilenschnittstelle, die für die Kommunikation mit dem API-Server verwendet wird. Es stellt dem Server Anweisungen zur Verfügung und verwaltet Ressourcen direkt, indem es bei Bedarf Container hinzufügt und entfernt.
• Der Master-Knoten ist für den Lastenausgleich der Workloads und den Aufbau und die Aufrechterhaltung der Kommunikation innerhalb des Clusters verantwortlich. Zusätzlich weist es Worker Nodes Aufgaben zu und verwaltet sie.
• Worker-Knoten sind Maschinen zum Bereitstellen containerisierter Workloads und Speichervolumes. Ein Kubernetes-Cluster besteht aus einem einzelnen Master-Knoten und mehreren Worker-Knoten, wobei jeder seine Aufgabe hat.
• Ein Pod ist das einfachste Kubernetes-Objekt, das aus mehreren Containern besteht, die zum selben Knoten gehören. Container, die innerhalb desselben Pods bereitgestellt werden, teilen Ressourcen wie ihren Hostnamen, ihre IP-Adresse und ihren IPC.

Jeder Kubernetes-Cluster besteht aus zwei Teilen – der Steuerungsebene und die Knoten (physische oder virtuelle Maschinen). Während die Steuerungsebene den Cluster verwaltet, um sicherzustellen, dass er sich im vorgeschriebenen Zustand befindet, führen die Knoten Pods aus, die aus mehreren Containern bestehen, die eine Anwendung ausführen.

Entwickler weisen die Steuerungsebene an, welche Befehle auf den Knoten ausgeführt werden sollen. Die Steuerebene weist dann die Aufgabe einem bestimmten Knoten zu. Schließlich wird automatisch ein Pod innerhalb des Knotens ausgewählt, um die Aufgabe basierend auf der erforderlichen Arbeitslast und den erforderlichen Ressourcen auszuführen.

Erfahren Sie mehr über Cluster, Knoten und die Automatisierung von Containerprozessen in unserer Einführung in die Kubernetes-Architektur.

Wofür wird Kubernetes verwendet?

Die Plattform wird zum Verwalten von Anwendungen verwendet, die aus mehreren Containern bestehen, die synchronisiert und gewartet werden müssen. Daher besteht seine zentrale Rolle darin, sich wiederholende manuelle Funktionen durch automatisierte Prozesse zu ersetzen, die von der Orchestrierungsplattform verwaltet werden.

Darüber hinaus können Sie mit k8s Anwendungen auf mehreren Plattformen erstellen und ausführen. Daher verwenden Entwickler es, um Infrastruktur-Lock-Ins zu vermeiden. Das Orchestrierungstool kann physische oder virtuelle Container vor Ort oder in der Cloud verwalten und ausführen und bietet so zusätzliche Ressourcenflexibilität.

Die Automatisierung von Bereitstellungen und Skalierung trägt zu einer schnelleren Bereitstellung und Prüfung bei und unterstützt die kontinuierliche Integration und kontinuierliche Bereitstellung, indem der Lebenszyklus der Softwareentwicklung verkürzt wird. Aus diesem Grund wird es häufig von DevOps-Teams verwendet, die mit einer Microservice-Architektur arbeiten.

Vor- und Nachteile von Kubernetes

Sehen Sie sich die wichtigsten Vor- und Nachteile von Kubernetes an.

Vorteile:

• Vereinfacht fortlaufende Updates, Canary-Bereitstellungen, horizontales Autoscaling und andere Bereitstellungsvorgänge.
• Automatisierte Prozesse beschleunigen die Bereitstellung und verbessern die allgemeine Produktivität.
• Seine Fähigkeit, in mehreren Umgebungen ausgeführt zu werden, eliminiert Infrastruktur-Lock-Ins.
• Bietet die Grundlage für die Arbeit mit Cloud-nativen Apps.
• Seine Funktionen unterstützen hohe Verfügbarkeit, geringe Ausfallzeiten und insgesamt stabilere Anwendungen.

Nachteile:

• Die Komplexität der Plattform ist für kleinere Anwendungen nicht effizient.
• Die Migration einer nicht containerisierten Anwendung auf die Kubernetes-Plattform kann eine ziemliche Herausforderung darstellen.
• Aufgrund seiner Komplexität gibt es eine steile Lernkurve, die anfänglich die Produktivität beeinträchtigen kann.

Wie arbeiten Docker und Kubernetes zusammen?

Nachdem Sie gelesen haben, wie beide Container-Tools funktionieren, können Sie verstehen, warum sie nicht verglichen werden können. Anstelle von kontrastierenden Merkmalen sollten Sie sie als komplementär betrachten. Docker und Kubernetes arbeiten zusammen, um Anwendungen effizient zu entwickeln und auszuführen.

Letztendlich packen und versenden Sie Anwendungen mit Docker in Container und stellen sie mit Kubernetes bereit und skalieren sie. Durch die Verwendung beider Technologien können Sie Anwendungen ausführen, die skalierbarer, umgebungsunabhängiger und robuster sind.

Wichtiger Hinweis :Die Docker-Laufzeitunterstützung wird in einer zukünftigen Version von Kubernetes entfernt, die Ende 2021 veröffentlicht werden soll. Alle Docker-Images funktionieren jedoch weiterhin mit anderen unterstützten Container-Laufzeiten.