Яка оркестровка контейнерів найкраща для вас?

Зміст

Сфери інформаційних технологій (ІТ) відкривають перед собою широкий спектр можливостей при впровадженні контейнерних рішень, що стосуються різноманітних рівнів технічної кваліфікації.

З огляду на велику кількість варіантів, вибір одного з них може бути складним завданням, оскільки зміна обраного рішення з часом зазвичай не є швидкою і легкою справою.

Ця стаття пропонує порівняльний аналіз двох значущих варіантів: Amazon Elastic Container Service (ECS) та Kubernetes.

Обидві платформи є потужними інструментами в області оркестрації контейнерів і управління мікросервісами. Перш ніж заглибитись у порівняння, варто освіжити в пам’яті поняття контейнеризації. Контейнери стали популярними завдяки спрощенню процесу розробки, перенесення та розгортання коду в різноманітних середовищах. Вони є абстракціями на рівні додатків, що поєднують код з усіма необхідними залежностями, бібліотеками та параметрами середовища в єдиний виконуваний пакет.

Хоча головною метою використання контейнерів є спрощення процесу розгортання коду, управління великою кількістю контейнерів (тисячі) може стати досить складним завданням. Для забезпечення надійного розгортання, масштабування додатків залежно від навантаження, автоматичної заміни несправних контейнерів, балансування навантаження та відкриття портів необхідні інші механізми.

Саме тут на допомогу приходить оркестрація контейнерів. Крім цього, існують потреби у інструментах для запуску контейнерів та управління їх інфраструктурою. Існує багато інструментів для вирішення цих завдань, але ми зосередимось лише на декількох.

У цій статті ми проведемо порівняння ECS та Kubernetes, розглянемо їх переваги та недоліки, а також надамо рекомендації щодо вибору відповідного рішення для вашого проекту.

Що таке Amazon ECS?

Amazon ECS – це сервіс оркестрації контейнерів, що спрощує процеси розгортання, управління та масштабування контейнерних додатків. Ви визначаєте свій додаток та ресурси, необхідні для його роботи. Далі Amazon ECS запускає, відстежує та масштабує ваш додаток відповідно до обраних обчислювальних параметрів, дозволяючи інтегрувати інші необхідні сервіси AWS. Наприклад, ви маєте можливість перевіряти стан та змінювати свої кластери програмно.

ECS дозволяє розгортати ваші додатки через групу серверів, що називаються кластерами, використовуючи визначення завдань та виклики інтерфейсів прикладного програмування (API).

Дивіться також: Які екземпляри AWS EC2 вам слід використовувати?

Переваги Amazon ECS

Традиційний ECS – запущений у 2015 році, цей варіант використовує Amazon EC2 для спрощення запуску Docker контейнерів у хмарі. Традиційний ECS надає базовий контроль над параметрами EC2, забезпечуючи гнучкість. Це означає, що ви вибираєте типи екземплярів, які хочете використовувати для своїх контейнерів. Крім того, ця модель інтегрується з іншими сервісами AWS для моніторингу та реєстрації активності в екземплярах EC2.
Fargate ECS – представлений у 2017 році, цей варіант дозволяє запускати контейнери без потреби в управлінні основними обчислювальними ресурсами EC2. Fargate використовує інший підхід, обчислюючи необхідні ресурси процесора та пам’яті. Якщо вам потрібно швидко розгорнути робочі навантаження, це може бути кращим варіантом, оскільки вам не потрібно турбуватися про основні параметри обчислення.
Спрощена архітектура додатків – ECS підходить для додатків з кількома мікросервісами (з невеликою кількістю зовнішніх залежностей або кількома рухомими частинами), що працюють незалежно.
Простий моніторинг і ведення журналів – ви можете легко інтегрувати ECS з інструментами моніторингу та журналювання AWS, наприклад, CloudWatch. Не потрібно налаштовувати видимість робочих навантажень контейнерів, що економить ваш час.
Легкість вивчення – ECS є відносно простим у освоєнні. Розміщений Kubernetes набуває все більшої популярності порівняно з традиційними моделями, такими як KOPS flavors та Kubeadm.
Безсерверна інфраструктура – ECS дозволяє запускати контейнери без необхідності управління віртуальними машинами; розгортає контейнери без втручання користувача.
Вбудована безпека – за замовчуванням Amazon ECS захищений, а його заходи безпеки поширюються через ізольований механізм віртуальної приватної хмари.

Обмеження ECS

Обмежений простір для зберігання – Зовнішнє зберігання даних обмежено виключно сервісами Amazon, аж до Amazon EBS.
Обмеження щодо незалежності – ECS є продуктом на базі Amazon і не доступний для розгортання поза екосистемою Amazon.
Залежність від постачальника – ECS є досить залежним від Amazon; він може керувати тільки своїми контейнерами.
Недоступність коду ECS – значна частина коду ECS є закритою. Такі інструменти, як AWS Blox (фреймворк для створення користувацьких планувальників), мають обмежену кількість відкритого вихідного коду.

Що таке Kubernetes?

Kubernetes, часто скорочується до K8s, — це програмне забезпечення з відкритим кодом для автоматизації розгортання, масштабування та адміністрування контейнерних додатків.

Використовуючи 15-річний досвід роботи з робочими навантаженнями Google (поєднуючи найкращі ідеї та практики спільноти), K8s групує контейнери додатків у логічні блоки, якими легко керувати.

Крім того, K8s пропонує основні функції, такі як балансування навантаження, постійне зберігання даних, автоматичний відкат для контейнерних додатків, керування секретами, самовідновлення кластерів Kubernetes та конфігураціями.

Дивіться також: Початок роботи з Kubernetes: вступ для початківців

Переваги Kubernetes

Відкритий вихідний код (без залежності від постачальника) – незалежно від того, чи працюєте ви локально, чи в хмарі, ви можете використовувати Kubernetes без необхідності зміни стратегії оркестрації. На відміну від традиційного програмного забезпечення, за яке стягується плата за ліцензію, K8s є безкоштовним з відкритим вихідним кодом. Кластери K8s працюють у публічних і приватних хмарах, забезпечуючи ресурси віртуалізації для обох варіантів.
Висока гнучкість – K8s є відмінним рішенням, якщо вашим додаткам потрібна висока доступність з підтримкою ефективності та масштабованості. Ця функція особливо корисна у додатках, які генерують високий дохід. Іншими словами, це забезпечує повний контроль над робочими навантаженнями. На відміну від ECS, K8s не обмежується прив’язкою до одного постачальника, якщо ви захочете перенести свої додатки на більш потужні платформи.
Висока доступність – як зазначалося вище, K8s розроблено для забезпечення доступності додатків та їхньої інфраструктури, що робить його важливим для розробки контейнерів. Для досягнення високої доступності використовуються наступні підходи:
- Перевірки працездатності та самовідновлення – Kubernetes захищає ваші додатки від збоїв шляхом регулярних перевірок вузлів. Якщо модуль або контейнер виходять з ладу, K8s автоматично пропонує заміну.
- Балансування навантаження та маршрутизація трафіку – K8s надсилатиме запити тільки на відповідні контейнери. З використанням балансування навантаження K8s розподіляє навантаження між модулями, балансуючи ваші ресурси у випадках збоїв, різких сплесків трафіку або пакетної обробки. Ви також можете використовувати зовнішні балансувальники навантаження, якщо є така потреба.
Масштабованість робочих навантажень – K8s використовує свої ресурси для забезпечення ефективного масштабування за наступними критеріями:
- Автоматичне масштабування – ця функція дозволяє автоматично регулювати кількість запущених контейнерів залежно від використання процесора та інших показників.
- Ручне масштабування – ви можете масштабувати кількість запущених контейнерів через командний рядок або інтерфейс.
- Контролер реплікації – цей інструмент дозволяє визначати кількість модулів, що відповідають вимогам кластера; якщо їх недостатньо, він запускає нові, а якщо їх забагато – припиняє.
Розроблено для розгортання – K8s розроблено для прискорення процесу створення, тестування та постачання програмного забезпечення. Ось деякі з доступних функцій:
- Автоматичний відкат та розгортання – ви можете розгортати нові конфігурації або оновлення програм під час розробки. K8s дозволяє виконувати процес без простою програми. У разі збою K8s автоматично повертається до попередньої версії.
- Розгортання Canary – ви можете протестувати нові розгортання у виробництві паралельно з попередньою версією; K8s дозволяє зменшити масштаб попередньої версії програми, збільшуючи масштаб нової версії.
- Підтримка різноманітних мов програмування та фреймворків – Kubernetes підтримує багато мов розробки та фреймворків. Якщо програма може працювати в контейнері, вона буде працювати на K8s.
Виявлення служб – кожний розробник хоче, щоб усі служби могли взаємодіяти між собою. K8s постійно створює та знищує контейнери, що робить деякі служби неактивними в певних місцях. У традиційній розробці реєстр служб використовується для відстеження їх розташування. K8s вирішує цю проблему за допомогою вбудованої концепції служб для групування модулів та простого виявлення служб. K8s надає IP-адреси для всіх модулів, призначає DNS-імена для кожної групи модулів, а потім балансує трафік на кожній групі модулів. Ця архітектура створює середовище, у якому виявлення служб абстраговано від кожного контейнера.
Активна спільнота – K8s підтримується великою спільнотою розробників. На момент написання статті понад 100 мільйонів розробників використовують K8s.

Обмеження Kubernetes

Крута крива навчання – для початку роботи з Kubernetes необхідно розуміти його екосистему. Створення наскрізного рішення вимагає використання різноманітних технологій і сервісів. Через відмінність технологій, визначення того, які з них використовувати може бути складним. Потрібно також зрозуміти, як усі компоненти взаємодіють між собою. Документація є, але потрібно розуміти, як надавати та керувати цими сервісами.
Розмиття границь між функціями та проектами – розуміння різниці між проектами та функціями може бути складним.
Знання за межами Kubernetes – Kubernetes є складною платформою. Зважаючи на складність надання рішень, ви можете зіткнутися з деякою плутаниною, особливо якщо ви новачок. Тим не менш, організації все ще хочуть надавати рішення (наприклад, зберігання даних як сервіс), що збільшує криву навчання. Якщо ви використовуєте такі сервіси у своєму продукті, вам потрібно розширити свої знання за межі Kubernetes.
Складність управління Kubernetes – перейти до продакшну з K8s – це лише початок. Вам потрібно буде надати всі необхідні ресурси для своїх додатків, щоб керувати ними. Ви також повинні будете подбати про безпеку та інтегрувати її у свою інфраструктуру. Крім того, вам знадобиться певний рівень досвіду для ефективної роботи з інструментами. Необхідні глибокі знання для управління кластерами Kubernetes, їх моніторингу, виправлення помилок та підтримки у масштабі.

Порівняння ECS і Kubernetes

Нижче наведено порівняльну таблицю, що показує відмінності:

Відмінність	Kubernetes	Amazon ECS
Визначення програми	Програми розгортаються шляхом поєднання модулів, вузлів і служб.	Розгортання програми відбувається у формі завдань. Завдання є екземплярами контейнерів, що працюють на екземплярах ECS.
Розгортання	Складне, оскільки кластери потрібно розгортати та налаштовувати вручну.	Просте розгортання через консоль AWS.
Підтримка вузлів	5000 вузлів на кластер.	1000 вузлів на кластер.
Контейнери	До 300 000 контейнерів на кластер.	Обмежується використаною потужністю інфраструктури.
Балансування навантаження	Модулі доступні через сервіси, що використовуються як балансувальники навантаження за вхідними контролерами.	Доступні два балансувальники навантаження: ELB-Application або Network.
Ціноутворення	Безкоштовно.	ECS є безкоштовним, але ви платите за ресурси EC2.
Оптимізація	Добре оптимізовано для одного великого кластера.	Попередньо налаштовано з вимогами до контейнера.
Автомасштабування	Ви визначаєте параметри автомасштабування під час створення розгортань.	Ви використовуєте сервіси моніторингу, наприклад, CloudWatch для автомасштабування на основі процесора, пам’яті та користувацьких параметрів.
Перевірка працездатності	Доступні дві перевірки працездатності: готовність і живучість.	Реалізується за допомогою сервісів моніторингу, наприклад, CloudWatch.
Виявлення служб	Здійснюється за допомогою змінних середовища або DNS.	Отримується за допомогою служб моніторингу – CloudWatch.
Залежність від постачальника	Ні.	Так.

Випадки використання ECS і Kubernetes

Ось приклади того, як технологія контейнеризації ECS та Kubernetes змінює різні галузі:

ECS INC International підкреслює численні випадки використання технології ECS. У сучасних медичних пристроях ви знайдете революційні методи лікування пацієнтів і методи введення ліків. Існує безліч інструментів, таких як електронні інгалятори, медичні автоін’єктори та інфузійні насоси.

У сфері IoT маємо розумні пристрої для дому. В автомобільній промисловості є розумні електромобілі з покращеними характеристиками водіння та безпекою, наприклад, системи допомоги при гальмуванні.

Існує багато інших застосувань ECS, які включають бездротові технології, переносні пристрої та промислове використання.

З іншого боку, Kubernetes також має багато практичних застосувань. Наприклад, хмара IBM пропонує приватні, публічні та гібридні функції у широкому діапазоні середовищ виконання.

Spotify, гігант у сфері потокового передавання музики, використовує Kubernetes для забезпечення безперебійної роботи, обробляючи до 10 мільйонів запитів за секунду. Крім цих прикладів, K8s використовується в архітектурі мікросервісів, мережевих функціях у хмарі, машинному навчанні та циклі розробки програмного забезпечення.

Заключні слова

Ознайомившись з цією статтею, ви отримаєте повне уявлення про переваги та недоліки вибору між ECS та K8s. Вибір правильного варіанта залежить від кількох факторів, таких як вартість, обмеження сервісу та наявність кваліфікованих спеціалістів.

Якщо вам потрібен безкоштовний сервіс, K8s є оптимальним вибором. Однак вам знадобиться кваліфікований персонал для подолання складності, пов’язаної з ним. K8s не залежить від постачальника, але вимагає глибокого розуміння платформи. ECS, з іншого боку, пропонує швидке налаштування.

Рекомендуємо також ознайомитись з докладним порівнянням Kubernetes і Docker.