Nomad і Kubernetes – це дві провідні платформи для організації динамічного управління робочими навантаженнями.
Такі платформи допомагають автоматизувати налаштування, адміністрування та взаємодію різних програм, які ви використовуєте.
І Nomad, і Kubernetes значно спрощують процес розгортання та управління контейнерними додатками. Завдяки правильно обраній платформі оркестрування ви можете ефективно керувати різними мікросервісами та контейнерами, починаючи від виявлення служб і закінчуючи їх масштабуванням.
Перш ніж зробити вибір на користь конкретної платформи, давайте детальніше розглянемо можливості Nomad і Kubernetes.
Що таке Nomad?
Nomad від HashiCorp розв’язує задачі оркестрування робочих навантажень. Завдяки своїй гнучкості, він ефективно планує та керує розгортанням контейнерів. Платформа працює як у хмарному середовищі, так і локально, а також підтримує неконтейнерні робочі процеси.
Nomad постачається у вигляді простого бінарного файлу, який легко запустити. На відміну від інших рішень, він має невеликі вимоги до ресурсів, що дозволяє економити обчислювальні потужності сервера. Окрім контейнерів, ви можете запускати різноманітні робочі навантаження, такі як Windows, Java, віртуальні машини та Docker.
Ви можете розгортати та керувати контейнерами корпоративного рівня у виробничому середовищі. Крім того, ви можете запускати свої неконтейнерні програми без їхньої обов’язкової контейнеризації. Nomad дозволяє легко масштабувати програми і наближати їх до клієнтів. Також, платформа ефективно справляється з короткочасними пакетними завданнями.
Nomad пропонується у двох варіантах: Community Edition та Enterprise Edition. Community Edition є безкоштовною і дозволяє самостійно керувати кластером Nomad. Розпочати роботу можна за 15 хвилин локально або у хмарному середовищі. Enterprise Edition надає додаткову підтримку та розширені можливості, такі як співпраця, керування та операції.
Що таке Kubernetes?
Kubernetes – це масштабована, портативна та високоефективна платформа оркестрування. Також відома як K8s, вона була розроблена Google і зараз підтримується Cloud Native Computing Foundation (CNCF). На сьогоднішній день, це найбільш популярна платформа для оркестрування.
Завдяки Kubernetes можна ефективно переміщати робочі навантаження будь-куди: локально, у публічну хмару або в гібридному режимі. Платформа має на меті надати повний набір інструментів, необхідних для оркестрування та управління інфраструктурою.
Kubernetes є найпопулярнішою платформою оркестрування. Провідні постачальники хмарних послуг, такі як Amazon Web Service та Google Cloud Platform, пропонують керовані послуги Kubernetes: Amazon Elastic Kubernetes Service (AWS EKS) і Google Kubernetes Engine (GKE) відповідно.
Читайте також: Початок роботи з Kubernetes: вступ для початківців
Який з цих варіантів обрати для своїх потреб оркестрування? Розглянемо порівняння цих двох платформ.
Nomad проти Kubernetes
#1. Встановлення
Першим кроком до використання будь-якого програмного забезпечення є його встановлення, тому його простота є важливим фактором. Розглядаючи Nomad і Kubernetes, слід звернути увагу на легкість їхнього впровадження.
Nomad
Для Nomad ви отримуєте попередньо скомпільований бінарний файл або пакет для встановлення. Для ручного встановлення на локальну машину можна завантажити та встановити офіційний бінарний файл. Користувачі Linux можуть встановити офіційний пакет Linux. Після цього, для налаштування достатньо буде встановити плагіни CNI (Container Network Interface) безпосередньо з командного рядка.
Встановлення стає ще простішим на MacOS або Windows за допомогою інструментів керування пакетами, таких як Homebrew і Chocolatey відповідно. За допомогою однієї команди установка, включаючи плагіни CNI, буде завершена.
Kubernetes
Для Kubernetes існують різні компоненти та клієнти, які можна встановити залежно від потреб. Для кожного компонента є окремі бінарні файли. Платформа має різні образи контейнерів для різних середовищ виконання та архітектур системи.
Офіційний бінарний файл, що відповідає вашій платформі (Darwin, Linux або Windows) та архітектурі системи, можна знайти в офіційному репозиторії. Після встановлення потрібного образу контейнера знадобиться kubectl – інструмент командного рядка для взаємодії з контейнерами.
#2. Масштабованість
Масштабованість є важливим фактором для контейнерних робочих навантажень. Вона визначає здатність системи справлятися зі збільшенням навантаження. Іншими словами, якщо потрібні додаткові обчислювальні потужності, структура оркестрування має легко додавати нові ресурси.
Nomad
Nomad довів свою здатність запускати кластери, що перевищують 10 000 вузлів у виробничому середовищі. У 2020 році Nomad успішно пройшов стрес-тест з 2 мільйонами докер-контейнерів на 6100 хостах. Це охопило понад 10 різних регіонів AWS і зайняло 22 хвилини. Результат перевищив попередні досягнення у 1 мільйон контейнерів.
Також, платформа надає горизонтальне автомасштабування за допомогою Nomad Autoscaler. За потреби, його можна запустити як окремий процес.
Kubernetes
Починаючи з версії 1.28, Kubernetes дозволяє масштабувати кластер до 5000 вузлів. Загалом можна запустити до 150 000 контейнерів або навіть до 300 000 контейнерів.
Зі збільшенням масштабованості, обслуговування кластера Kubernetes стає складнішим, порівняно з Nomad. Nomad надає перевагу над Kubernetes за загальною кількістю вузлів, які можна запустити.
#3. Продуктивність
Обираючи платформу оркестрування, важливо знайти баланс між функціональністю та продуктивністю. Продуктивність платформи також впливає на кількість системних ресурсів, які вона буде використовувати.
Nomad
Nomad споживає мало ресурсів завдяки використанню єдиного бінарного файлу. Це дозволяє уникнути встановлення окремих служб для налаштування платформи. Таким чином, Nomad потребує менше CPU та пам’яті на вузлах, що забезпечує нижчі накладні витрати та кращу продуктивність.
Платформа є адаптивною та може обробляти різні робочі навантаження, як локальні, так і хмарні. Завдяки своїй простоті, стійкості та ефективності, Nomad зберігає продуктивність при збільшенні розміру кластера.
Kubernetes
Kubernetes оптимізовано для роботи з контейнерами. Він чудово підходить для управління групою мікросервісів на основі контейнерів. Завдяки розширеним мережевим можливостям та широкому спектру інтеграцій, Kubernetes дозволяє точно налаштовувати процеси оркестрування.
Завдяки великій кількості функцій та конфігурацій, Kubernetes потребує більше системних ресурсів. Зі збільшенням розміру кластера можуть виникнути додаткові накладні витрати та труднощі в управлінні.
#4. Мережа
Мережа є важливим аспектом при оркеструванні контейнерів. Вона визначає, як вузли можуть знаходити та спілкуватися між собою.
Nomad
Nomad, орієнтований на організацію робочого навантаження, мінімально впливає на мережеву інфраструктуру.
Замість залежності від інфраструктури, Nomad використовує конфігурації. Необхідна інформація отримується безпосередньо з конфігурації без запуску додаткових компонентів, таких як DNS-сервери або балансувальники навантаження. Базовий блок планування Nomad, який називається Allocations, може запитувати порти через мережевий блок.
Kubernetes
Для Kubernetes мережа є ключовим елементом. Платформа дозволяє контролювати різні аспекти: зв’язок між контейнерами через локальний хост, зв’язок контейнер-пакет, зв’язок модуль-сервіс і зовнішній зв’язок.
На відміну від динамічних портів у Nomad, Kubernetes має інший підхід. Платформа надає Service API як абстракцію для забезпечення мережі Pods.
#5. Вимоги
При використанні платформи оркестрування у великих масштабах, системні вимоги залежать від розміру кластера та робочих навантажень. Крім CPU і пам’яті, потрібні також мережеві ресурси.
Nomad
Для робочих серверів рекомендується використовувати потужні екземпляри машин. Кожен екземпляр сервера повинен мати 4-8+ ядер CPU, 16-32 ГБ+ пам’яті та 40-80 ГБ+ швидкого диска. Також, потрібна висока пропускна здатність мережі.
При використанні брандмауера, необхідно переконатися, що 3 порти Nomad є дозволеними. Ці порти: HTTP API (за замовчуванням 4646), що використовується серверами та клієнтами, RPC (за замовчуванням 4647) для внутрішнього зв’язку, та Serf WAN (за замовчуванням 4648) для зв’язку між серверами.
Kubernetes
Кластери Kubernetes можуть стати дуже складними в умовах виробничого середовища з великою кількістю контейнерів. Рекомендується, щоб кожен вузол мав щонайменше 2-4 ядра CPU і 8-16 ГБ оперативної пам’яті.
Для великих кластерів може знадобитися більше ресурсів на вузол. Також, необхідно забезпечити достатню пропускну здатність мережі.
Хоча і Nomad, і Kubernetes можуть масштабуватися відповідно до вимог, кластер Kubernetes потребує відносно більше ресурсів.
#6. Кодування
Простота кодування впливає на ефективність взаємодії з обраною структурою. Крім визначення платформи та завдань, необхідно вивчити команди CLI для роботи з інструментом командного рядка.
Nomad
HCL (HashiCorp Configuration Language) є основною мовою конфігурації в Nomad. HCL поєднує зручність для людини та машинну читабельність. За її допомогою можна створювати специфікації роботи, включаючи завдання, обмеження та залежності для додатків та служб.
Крім того, потрібно вивчити команди CLI для інструменту командного рядка Nomad. Це дозволяє взаємодіяти з кластером nomad та створювати конфігурації.
Kubernetes
Для налаштування Kubernetes використовуються файли YAML, або JSON. Ці конфігураційні файли дозволяють описувати роботу додатків, включаючи специфікації для модулів, служб, розгортань та інших ресурсів.
Для розгортання складних програм Kubernetes використовується Helm – менеджер пакетів. Графіки Helm написані на YAML і можуть містити файли шаблонів та значень для налаштування розгортань.
Для взаємодії з кластером Kubernetes використовується інструмент командного рядка kubectl. Він дозволяє виконувати різні команди для створення, зміни та управління ресурсами Kubernetes.
#7. Інтеграція
Платформи оркестрування мають власний набір інтеграцій. Також є можливість додавати сторонні інтеграції для розширення функціоналу.
Nomad
Nomad дозволяє інтегрувати різноманітні інструменти та технології. Платформа легко інтегрується з Docker та іншими середовищами виконання контейнерів, спрощуючи розгортання контейнерних додатків. Для інфраструктури можна використовувати інтеграцію з Terraform.
Nomad є частиною HashiCrop, тому сумісний з HashiCorp Consul для виявлення служб та перевірки працездатності, та HashiCorp Vault для безпечного управління секретами. Для моніторингу можна використовувати Prometheus, Grafana та ELK Stack. Nomad також легко інтегрується в CI/CD конвеєри для автоматичного розгортання додатків.
Kubernetes
Kubernetes має довгий список технологій для інтеграції. Можна підключитися до Docker для розгортання контейнерів, використовувати Calico або Cilium для мережевих потреб. Рішення для зберігання даних Ceph та хмарні провайдери, такі як AWS EKS (Amazon Elastic Kubernetes Service) і Google GKE (Google Kubernetes Engine), керують постійним зберіганням. Хмарні рішення також надають додаткові послуги.
Для підтримки безсерверних робочих навантажень можна розширити Kubernetes за допомогою фреймворків Knative і KEDA (масштабування на основі подій).
#8. GUI
Час від часу може знадобитися відійти від командного рядка та візуалізувати платформу. Наявність графічного інтерфейсу користувача (GUI) це дозволяє.
Nomad
Nomad надає вбудований веб-інтерфейс як частину бінарного файлу. Після встановлення Nomad та запуску сервера, веб-інтерфейс, API та CLI стають доступними без додаткової конфігурації.
Після запуску сервера Nomad, потрібно ввести адресу сервера в веб-браузері. Після цього відбудеться перенаправлення до веб-інтерфейсу. Також, є підкоманда інтерфейсу користувача для доступу до веб-сторінки з командного рядка.
Kubernetes
Kubernetes не має графічного інтерфейсу за замовчуванням. Однак його можна встановити. Сам Kubernetes пропонує офіційний інтерфейс під назвою Dashboard, який можна запустити за допомогою інструменту kubectl. Інформаційна панель дозволяє отримати огляд кластера.
За допомогою інформаційної панелі можна розгортати контейнерні додатки в кластері Kubernetes, керувати ними та усувати несправності. Хмарні провайдери, такі як AWS EKS і Google GKE, надають власні інструменти інтерфейсу. Існують також сторонні інструменти, які можна використовувати.
Nomad проти Kubernetes: зведена таблиця
| Функція | Nomad | Kubernetes |
| Встановлення | Один попередньо скомпільований бінарний файл | Різні бінарні файли для різних компонентів та клієнтів |
| Масштабованість | Можливість запуску 10 000 вузлів і 2 мільйони контейнерів | 5000 вузлів і 300 000 контейнерів загалом |
| Продуктивність | Простий та ефективний із меншим обсягом ресурсів | Розширений набір функцій, але використовує більше ресурсів |
| Мережа | Одна конфігурація з динамічним розподілом портів | Точний контроль, не залежить від динамічних портів |
| Вимоги | Нижчі системні вимоги для більшого кластера | Більший кластер потребує більше системних ресурсів |
| Кодування | Використовується HCL (HashiCorp Configuration Language) | Можна використовувати існуючі мови, такі як YAML та JSON |
| Інтеграція | Має хорошу офіційну та сторонню інтеграцію | Має дуже широкий спектр інтеграцій та доступних інструментів |
| GUI | Вбудований веб-інтерфейс | Потрібно встановити окремо |
Виберіть правильну платформу для своїх потреб оркестрування
Вибір між Nomad та Kubernetes залежить від конкретних вимог та пріоритетів. Обидві платформи підтримують різні варіанти використання: планування розгортання, автоматичне розгортання та відновлення, виявлення та управління кластерами.
Якщо пріоритетом є простота та невелике робоче навантаження, Nomad може бути кращим вибором. Завдяки єдиному бінарному файлу та мінімальним вимогам до ресурсів, Nomad є легшим у налаштуванні та роботі. Крім того, платформа підтримує масштабування кластера до великої кількості вузлів.
Якщо потрібні широкі функціональні можливості, детальний контроль та широкий спектр інтеграцій, то Kubernetes буде кращим вибором. Kubernetes надає надійне рішення для контейнерних робочих навантажень і легко інтегрується з різними інструментами та технологіями. Також можна скористатися керованими рішеннями від AWS та Google Cloud.
Слід взяти до уваги необхідність вивчення нової мови (HCL) у випадку Nomad, тоді як конфігурації Kubernetes працюють із YAML або JSON. Крім того, для зручності може знадобитися веб-інтерфейс.
Враховуйте доступні системні ресурси та пов’язані з цим витрати. Вибір між Nomad та Kubernetes має ґрунтуватися на потребах, досвіді та ресурсах.
Дізнайтеся про кращі практики Kubernetes для ефективнішої оркестрації контейнерів.