مقایسه کوبرنتیس و داکر + بررسی نقاط قوت و ضعف

داکر و کوبرنتیس هر دو با کانتینرها سر‌و‌کار دارند، با این تفاوت که داکر به مدیریت سطح پایین کانتینرها رضایت داده؛ ولی کوبرنتیس وظایف سنگین‌تری بر‌عهده گرفته است. محبوبیت Kubernetes  نزد سازمان‌ها در ساختار کارآمد و پرسرعت آن ریشه دارد. درمقابل، داکر نیز قدم مهمی در حوزه مجازی‌سازی سیستم‌عامل به‌صورت متن‌باز برداشته است تا شما را از مزایایی نظیر ایجاد و ساختارسازی و اجرای کانتینرها بهره‌مند کند. در این مقاله، کوبرنتیس و داکر را دقیق‌ بررسی و مقایسه خواهیم کرد؛ پس تا پایان با ما همراه باشید.

داکر چیست؟

آمارهای وب‌سایت Datadog به ما یادآوری می‌کند که تعداد کاربران و مشتریان داکر از سال ۲۰۱۵ روند صعودی پیدا کرده و تب‌و‌تاب یادگیری آن افزایش درخورتوجهی یافته است. آمار دیگری در سال ۲۰۱۸ نشان می‌دهد که حدود ۲۰درصد هاست‌ها داکر را اجرا می‌کردند که این آمار نیز با روند چشمگیری رو‌به‌افزایش بود. با این آمار و ارقام، محبوبیت نهفته در کاربرد داکر پوشیده نیست و بد نیست در قدم بعدی، مفهوم آن را بررسی کنیم.

قبل از بررسی ماهیت داکر، بهتر است به مفهوم کانتینر (Container) اشاره کنیم. برای جداسازی نرم‌افزار از فضای اطراف، از مفهوم کانتینر استفاده می‌کنیم. در این نرم‌افزار مجازی‌سازی، می‌توان بسته‌ای نرم‌افزاری در نظر گرفت که شامل هرچیز موردنیاز برای اجرای نرم‌افزار باشد. به‌طورخلاصه، مهم‌ترین وظیفه و دغدغه اصلی کانتینر این است که با تغییر محیط پردازشی، هیچ خللی در اجرای نرم‌افزار رخ ندهد.

داکر نیز در حکم ماشین مجازی به شما اجازه می‌دهد ازطریق Kernel واحد لینوکس، به امکاناتی دسترسی پیدا کنید که در سیستم‌عامل میزبان وجود ندارد. این روزها داکر نقل محافل مدیران سیستم و توسعه‌دهندگان نرم‌افزاری است تا با استراتژی نوآورانه‌اش، اپلیکیشن‌ها را سریع و بی‌تأثیر از فضای اطراف اجرا کند. داکر به شما کمک خواهد کرد که با سیستم‌عاملی مجازی، فرایند خلق اپلیکیشن را تسهیل و تسریع کنید.

هر کانتینر یا اپلیکیشن مبتنی‌بر کانتینر با پروژه متن‌باز داکر ساخته می‌شود. برخلاف سال‌ها قبل، داکر تنها به سیستم‌عامل لینوکس اختصاص ندارد و کاربران ویندوز و MacOS نیز از مزایای داکر استفاده می‌کنند. با کمک داکر، به‌راحتی می‌توانید یک محیط را تقسیم‌بندی کنید و هر بخش را به یک برنامه خاص اختصاص دهید. این یعنی بدون آنکه به نصب سیستم‌عامل در یک محیط شبیه‌ساز نیاز باشد، کافی است یک بار داکر را نصب کنید تا فضاهای مستقل داکر (همان کانتینر) دراختیارتان قرار بگیرد.

Docker Container چیست؟

ازآن‌جا‌که کانتینرها مهره‌هایی اصلی در داکر هستند، بد نیست بررسی کنیم که کانتینر در Docker چه مفهومی دارد. اگر کانتینر را یک واحد استاندارد نرم‌افزاری در نظر بگیریم؛ پس می‌توانیم نتیجه بگیریم کدها و تمام متعلقات در آن حفظ می‌شوند. به‌همین‌دلیل، با تغییر محیط پردازشی محتوای این بسته نرم‌افزاری ثابت است و با اطمینان و امنیت بیشتری به‌اجرا درمی‌آید. همین ایزوله‌بودن فضای کانتینر باعث شده است تا آن را شبیه ماشین مجازی بدانند، با این تفاوت که کانتینرهای داکر نمی‌توانند سیستم‌عامل را اجرا کنند و تنها Kernel را به‌اشتراک می‌گذارند.

خوشبختانه محدودیتی برای اجرای برنامه‌های ویندوزی و لینوکسی و فایل‌های اجرایی در Docker Container وجود ندارد؛ به‌طوری‌که هم اپلیکیشن‌های مبتنی‌بر ویندوز و هم اپلیکیشن‌های مبتنی‌بر لینوکس از مزایای آن بهره‌مند خواهند شد. بد نیست به مزایای Docker Container نیز اشاره کنیم. قابلیت به‌اشتراک‌گذاری کرنل سیستم‌عامل‌ها و کاهش هزینه‌های سرور درکنار بهبود کارایی و حفظ امنیت اپلیکیشن با ساختار ایزوله‌شده، ازجمله مزایای مهم داکر کانتینر محسوب می‌شوند.

کوبرنتیس (Kubernetes) چیست؟

کوبرنتیس یا کوبرنتیز پلتفرمی متن‌باز است که با نام‌های دیگری نظیر K8 و kube نیز شناخته می‌شود. به‌طور‌خلاصه، کوبرنتیس مسئولیت سازمان‌دهی Container و پیشبرد عملکردهایی نظیر استقرار و مدیریت و مقیاس‌بندی کانتینرها را برایتان تسهیل می‌کند. درواقع، برای آماده‌سازی خودکار یک سیستم روی سرور و اجرای اپلیکیشن‌های کانتینری، Kubernetes به‌سرعت محبوب شد و به‌اعتقاد بسیاری از افراد، ابزار مکمل و کارآمدی برای داکر به‌حساب می‌آید.

قبل از اینکه استفاده از صفت مکمل شما را به‌اشتباه بیندازد، باید بگوییم که داکر و کوبرنتیس تکنولوژی‌های متفاوتی دارند. هرچند هر دو با مدیریت کانتینرها سروکار دارند، کوبرنتیس با اجرا و مدیریت کانتینرهایی که در یک پایگاه داده و چندین سرور مختلف هستند، فرایند مدیریت را تسریع و تسهیل خواهد کرد. این یعنی کوبرنتیس شرایطی را فراهم می‌کند تا با یک سیستم‌عامل فرضی روی چندین سرور، کانتینرها را به‌طورخودکار در گروهی از ماشین‌ها اجرا کنید.

مزایای کوبرنتیس چیست؟

همان‌طور‌که می‌دانید، اصلی‌ترین دستاورد این ابزار بهبود فعالیت‌ها در تیم فنی است. بعد از استفاده از کوبرنتیس، به‌وضوح می‌بینید که بخش عمده‌ای از فرایند دستی دیپلوی برنامه‌ها به‌لطف Kubernetes به‌طورخودکار انجام می‌شوند. درادامه، به‌اختصار به مزایای مهم Kubernetes در سال ۲۰۲۲ اشاره می‌کنیم.

۱. مدیریت خودکار محیط‌های کانتینری

از‌آن‌جاکه کانتینرها به سیستم‌عامل کامل نیاز ندارند و تنها با هسته سیستم‌عامل یا همان کرنل اجرا می‌شوند، در‌مقایسه‌با ماشین‌های مجازی سنتی یا VMها کوچک‌تر و سریع‌تر و قابل‌حمل‌تر هستند. برای شرکت‌هایی که از معماری Microservices استفاده می‌کنند، کانتینرها بهترین انتخاب هستند. نکته مهم دیگر اینکه Kubernetes به‌عنوان هماهنگ‌کننده سیستم محیط‌های کانتینری را مدیریت می کند.

۲. مقیاس‌پذیری عمودی و افقی

مقیاس‌بندی خودکار یکی از ویژگی‌های مهم و بحث‌برانگیز Kubernetes است. با Kubernetes مقیاس را به‌طور‌مؤثر براساس تقاضا می‌توانید تنظیم کنید. Kubernetes از سه قابلیت مختلف مقیاس خودکار شامل HPA و VPA و Cluster Autoscaler بهره می‌برد.

۳. سیستم اپن سورس

در سال ۲۰۱۴، گوگل Kubernetes را ایجاد و به CNCF، زیرمجموعه بنیاد لینوکس، اهدا کرد. از زمان انتشار نسخه ۱.۰ در سال ۲۰۱۵، افزون‌بر ۳هزار مشارکت‌کننده پلتفرم‌های متن‌باز با بیش از ۱۰۰هزار پروژه را با کوبرنتیس پدید آوردند.

۴. مقرون‌به‌صرفه با بازدهی چشمگیر

در‌مقایسه‌با هایپروایزرها و ماشین‌های مجازی، کوبرنتیس از منابعی با بهره‌وری بیشتر استفاده می‌کند. همچنین، کوبرنتیس‌ها سنگین نیستند و پردازنده را زیرفشار نمی‌گذارند. Kubernetes از قابلیت مقیاس خودکار برخوردار است تا به شرکت‌ها اجازه دهد تعداد منابعی که در زمان واقعی استفاده می‌کنند، افزایش و کاهش دهند. وقتی Kubernetes با ارائه‌دهنده ابری انعطاف‌پذیر (Flexible Cloud Provider) جفت می‌شود، دقیقاً براساس تقاضا در مقاطع زمانی معین، می‌تواند از مقدار مناسبی از منابع استفاده کند.

۵. قابلیت اجرا در هر فضا

تا زمانی‌که سیستم‌عامل میزبان نسخه جدید (معمولاً ۲۰۱۶ یا جدیدتر) لینوکس یا ویندوز باشد، از Kubernetes می‌توانید استفاده کنید.

۶. امکانات Multi-Cloud

به‌دلیل قابل‌حمل‌بودن، بارهای کاری Kubernetes می‌تواند در Cloud واحد وجود داشته باشد یا در چندین Cloud پخش شود. Kubernetes استفاده از محیط‌های Multi-Cloud را برای همه سازمان‌ها تسهیل و شرایطی را فراهم می‌کند تا از چندین فضای ابری عمومی که از بیش از یک ارائه‌دهنده خدمات ابری هستند، استفاده کنید.

۷. بهبود بهره‌وری کاری توسعه‌دهندگان

تیم‌ها با کمک Kubernetes، بسیار سریع‌تر پیش می‌روند. در کوبرنتیس، مقیاس‌بندی و دیپلوی آسان‌تر و درنتیجه، فعالیت تیم تسریع می‌شود. بد نیست بدانید که تیم‌های برنامه‌نویسی با کوبرنتیس می‌توانند از مزایای GitOps استفاده کنند. از سال ۲۰۱۷، GitOps مدلی محبوب برای مدیریت کلاستری Kubernetes و تحویل برنامه بوده است.

۸. پشتیبانی

کوبرنتیس متشکل از گروهی پرشور از مهندسان است که زمان خود را برای ساخت ابزارهای متن‌باز و شخص ثالث صرف می‌کنند. Kubernetes برخلاف مزایای بسیار، پیچیدگی‌ها و مشکلاتش با ابزارهای قدیمی رویدادی اجتناب‌ناپذیر است. با‌این‌حال، در سال ۲۰۲۲ ابزارها و شرکت‌های زیادی وجود دارند که پشتیبانی بومی Kubernetes را ارائه می‌دهند.

مقایسه کوبرنتیس و داکر

به‌طور‌خلاصه، داکر برای پکیجینگ ملزومات اجرای برنامه به شما خدمات ارائه می‌دهد و کوبرنتیس در مدیریت آن به شما کمک می‌کند. این یعنی برای کارهای ساده‌ای همچون پاک‌کردن کانتینرها‌ و شروع یا توقف کانتینر به‌کمک داکر نیاز دارید؛ ولی در سطوح بالاتر و مهم‌تر مثل به‌روزسانی کانتینر و مقیاس‌بندی و زمان‌بندی، باید از کوبرنتیس کمک بگیرید. درادامه، شباهت‌ها و تفاوت‌های کوبرنتیس و داکر را دقیق‌تر بررسی می‌کنیم.

• داکر را Docker Inc. توسعه داد و در سال ۲۰۱۳ منتشر کرد؛ در‌حالی‌که کوبرنتیس را گوگل توسعه داد و در سال ۲۰۱۴ منتشر کرد.
• داکر به‌اندازه کوبرنتیس پیشرفته نیست و نمی‌تواند پاسخ‌گوی همه نیازهای برنامه‌نویسان باشد؛ خصوصاً در مدیریت کلاسترها که داکر به‌معنای واقعی رقابت را به کوبرنتیس می‌بازد.
• اگر به‌دنبال ابزاری برای مانیتورینگ و گزارش عملکرد باشید، باز‌هم استفاده از کوبرنتیس به‌جای داکر به شما توصیه می‌شود.
• همان‌طور‌که بارها اشاره کردیم، داکر و کوبرنتیس برای مدیریت کانتینرها کارآمد هستند؛ ولی باید بدانید که کوبرنتیس برای بهبود مدیریت کانتینرها از موتور داکر کمک می‌گیرد تا امکانات مدیریتی خود را افزایش دهد.
• یکی از شباهت‌های داکر و کوبرنتیس این است که هر دو روی سیستم‌عامل لینوکس و ویندوز می‌توانند اجرا شوند و روی یک هدف واحد، یعنی مدیریت کانتینرها متمرکزند.
• داکر برای ارتباط و مانیتورینگ از ابزارهای شخص ثالث مانند ELK پشتیبانی می‌کند؛ اما کوبرنتیس از ابزار داخلی برای ارتباط و مانیتورینگ استفاده می‌کند.
• داکر و کوبرنتیس هر دو متن‌باز‌ند و به‌ترتیب نظر مدیران فناوری اطلاعات و توسعه‌دهندگان را به خود جلب می‌کنند.
• برگ‌برنده داکر که روی آن بسیار مانور تبلیغاتی کرده، فریم‌ورک امنش است. در‌مقابل، کوبرنتیس تنوع ابزارهای پیاده‌سازی و مدیریت کانتینرهای خود را به‌رخ می‌کشد. کوبرنتیس می‌تواند برای افزایش امکانات مدیریتی خود، موتور داکر را به‌کار بگیرد.
• نظر سرویس‌دهندگان وب بیشتر به کوبرنتیس جلب می‌شود که شاید ماژولار انعطاف‌پذیرتر آن یا توسعه‌اش به‌دست گوگل به این موضوع دامن می‌زند.
• داکر از کمتر از ۲هزار گره و ۹۵هزار کانتینر، ولی کوبرنتیس از حداکثر ۵هزار گره و ۳۰۰هزار کانتینر پشتیبانی می‌کند.
• کوبرنتیس به شما امکان می‌دهد تا هر کانتینری را روی کلاسترهای ماشین‌های فیزیکی یا مجازی اجرا کنید. درمقابل، Docker Swarm که یکپارچگی بسیاری با اکوسیستم داکر دارد، امکان اجرای کانتینرهای Docker را در کلاستر ماشین‌های مجازی فراهم می‌کند.
• تفاوت مهم دیگر میان داکر و کوبرنتیس این است که اگر برای تولید فقط از یک هاست سرویس می‌گیرید، داکر را روی یک نود (گره) می‌توانید اجرا کنید؛ در‌حالی‌که کوبرنتیس برای تولید، در یک کلاستر اجرا می‌شود.
• فرایند نصب دستی کوبرنتیس پیچیده است؛ اما Docker Swarm نصب ساده‌تری دارد و کمتر شما را دچار دردسر می‌کند.
• از Docker Swarm بدون هیچ‌گونه زمان اجرا (Run-Time) کانتینری می‌توانید استفاده کنید؛ زیرا با اکوسیستم داکر ادغام می‌شود. درمقابل، کوبرنتیس برای اجرای یک کانتینر در سیستم‌عامل میزبان (هاست)، به Run-Time یا کامپوننت (بلوک تفکیک‌پذیر از برنامه) نیاز دارد.
• کوبرنتیس از مقیاس‌بندی خودکار پشتیبانی می‌کند؛ در‌حالی‌که در Docker Swarm، باید به مقیاس دستی پایبند باشید.
• کوبرنتیس از نظارت داخلی برخوردار است. این ویژگی به شما کمک می‌کند تا کلاستر کوبرنتیس خود را با ردیابی زمان کار و نظارت بر استفاده از منابع کلاستر و تعامل بین اجزای کلاستر مدیریت کنید. درمقابل، Docker Swarm نظارت داخلی ندارد و به ابزارهای شخص ثالث برای نظارت کلاستری نیاز خواهد داشت.

جمع‌بندی

کوبرنتیس می‌تواند هماهنگی برنامه‌های کانتینری شما را مدیریت کند؛ ولی Docker می‌تواند در ایجاد کانتینرها به شما خدمات ارائه دهد. همچنین، Docker می‌تواند در پکیجینگ و جابه‌جایی و توزیع برنامه به‌همراه اجزای وابسته (در قالب یک کانتینر) کارآمد باشد.

گفتنی است که Kubernetes برخی از قابلیت‌های نظارتی بسیار ابتدایی مانند گزارش رویدادها و بارگذاری‌های CPU را دراختیارتان می‌گذارد که با تعداد فزاینده‌ای از فناوری‌های استاندارد و متن‌باز ویژگی‌های داخلی‌اش را تقویت می‌کند.

در مقاله حاضر، به مزیت‌های استفاده از کوبرنتیس و داکر و تفاوت‌های مهم آن‌ها اشاره کردیم و توضیح دادیم که استفاده از ترکیب Kubernetes و Docker به ایجاد و هماهنگی برنامه کانتینری شما کمک شایانی می‌کند.

سؤالات متداول

۱. آیا می‌توان از داکر بدون کوبرنتیس استفاده کرد؟

بله، هنگام تولید و مدیریت Container Images و قراردادن کانتینرها داخل عملیات در سطح Run-Time امکان‌پذیر است.

۲. آیا می‌توان از کوبرنتیس بدون داکر استفاده کرد؟

بله، از Kubernetes بدون Docker می‌توانید استفاده کنید؛ اما برای هماهنگ‌کردن به Container Images نیاز دارید.

۳. شباهت‌های Kubernetes و Docker چیست؟

هر دو مقیاس‌پذیرند و با زیرساخت‌های مختلف کار و برنامه‌ها را ازطریق تقسیم‌کردن آن‌ها به بخش‌های تشکیل‌دهنده آسان‌تر نگه‌داری می‌کنند.

۴. آیا استفاده از داکر و کوبرنتیس درکنارهم بهتر است؟

بله، کوبرنتیس به‌خوبی با Docker کار می‌کند و بسیاری از داکیومنت‌های کوبرنتیس با در‌نظر‌گرفتن داکر نوشته شده‌اند.