Która orkiestracja kontenerów jest dla Ciebie najlepsza?

Spis treści:

Wybór platformy kontenerowej: porównanie Amazon ECS i Kubernetes

Wdrożenie aplikacji opartych na kontenerach to zadanie, które stawia przed zespołami IT szereg wyzwań, niezależnie od poziomu ich zaawansowania technicznego. Różnorodność dostępnych opcji może utrudniać podjęcie decyzji, zwłaszcza że zmiana raz wybranej ścieżki nie jest zwykle prosta ani szybka.

Niniejszy artykuł dokonuje porównania dwóch popularnych rozwiązań: Amazon Elastic Container Service (ECS) oraz Kubernetes. Obie te platformy są cenione za swoje możliwości w obszarze orkiestracji kontenerów i zarządzania mikrousługami. Zanim jednak przejdziemy do szczegółów, warto przypomnieć sobie, czym w ogóle są kontenery. Kontenery zyskały popularność jako sposób na uproszczenie procesu tworzenia, przemieszczania i wdrażania kodu w różnych środowiskach. Stanowią one abstrakcję na poziomie aplikacji, łącząc kod z wszystkimi niezbędnymi zależnościami, bibliotekami i ustawieniami konfiguracyjnymi w jeden, gotowy do uruchomienia pakiet.

Choć kontenery ułatwiają wdrażanie kodu, zarządzanie tysiącami z nich to duże wyzwanie. Potrzebny jest mechanizm, który pozwoli na tworzenie niezawodnych wdrożeń, skalowanie aplikacji w zależności od obciążenia, zastępowanie uszkodzonych kontenerów nowymi, równoważenie obciążenia i udostępnianie portów. Właśnie w tym miejscu wkracza orkiestracja kontenerów. Oprócz tego potrzebne są narzędzia do zarządzania kontenerami i ich infrastrukturą. Choć dostępnych jest wiele rozwiązań, skupimy się na dwóch najważniejszych.

Ten artykuł zestawia ze sobą ECS i Kubernetes, analizując ich mocne i słabe strony, a także przedstawia praktyczne wskazówki, które pomogą Ci dokonać właściwego wyboru dla Twojego projektu.

Czym jest Amazon ECS?

Amazon ECS to usługa do orkiestracji kontenerów, która usprawnia proces wdrażania, zarządzania i skalowania aplikacji kontenerowych. Upraszczając, definiujesz swoją aplikację i zasoby, których ona potrzebuje. Amazon ECS zajmuje się uruchamianiem, monitorowaniem i skalowaniem aplikacji w różnych środowiskach obliczeniowych, jednocześnie umożliwiając integrację z innymi usługami AWS. Możesz na przykład sprawdzać stan klastrów i programowo je modyfikować.

ECS pozwala na wdrażanie aplikacji w ramach grup serwerów, zwanych klastrami, przy użyciu definicji zadań i wywołań interfejsu API.

Czytaj także: Jakich instancji AWS EC2 powinieneś użyć?

Zalety Amazon ECS

Tradycyjny ECS – Wprowadzony w 2015 roku, bazuje na Amazon EC2 i umożliwia łatwe uruchamianie kontenerów Docker w chmurze. Oferuje dużą elastyczność, ponieważ możesz wybrać typy instancji EC2, na których będą działać Twoje kontenery. Model ten zapewnia też integrację z innymi usługami AWS, które umożliwiają monitorowanie i rejestrowanie aktywności w instancjach EC2.
Fargate ECS – Udostępniony w 2017 roku, pozwala na uruchamianie kontenerów bez konieczności zarządzania infrastrukturą obliczeniową EC2. Fargate automatycznie alokuje potrzebne zasoby procesora i pamięci. Jeśli zależy Ci na szybkim uruchomieniu aplikacji, Fargate może być lepszym wyborem, ponieważ nie musisz zajmować się konfiguracją zasobów.
Uproszczona architektura aplikacji – ECS jest dobrym wyborem dla aplikacji z niewielką liczbą mikrousług, które działają niezależnie i nie mają wielu zewnętrznych zależności.
Łatwe monitorowanie i rejestrowanie – ECS można z łatwością zintegrować z narzędziami AWS do monitorowania i rejestrowania, takimi jak CloudWatch. Dzięki temu nie musisz konfigurować monitorowania obciążeń kontenerów, oszczędzając czas.
Krótka krzywa uczenia się – ECS jest stosunkowo łatwy do opanowania. Hostowany Kubernetes zyskuje na popularności, wypierając tradycyjne podejścia.
Infrastruktura bezserwerowa – ECS pozwala na uruchamianie kontenerów bez zarządzania maszynami wirtualnymi. Wdraża kontenery bez potrzeby ingerencji użytkownika.
Wbudowane zabezpieczenia – Domyślnie Amazon ECS jest chroniony, a bezpieczeństwo jest zapewniane dzięki mechanizmom izolacji sieciowej Virtual Private Cloud.

Ograniczenia ECS

Ograniczona przestrzeń dyskowa – Przestrzeń dyskowa jest ograniczona do usług Amazon, takich jak Amazon EBS.
Ograniczenia walidacji – ECS, jako produkt Amazon, nie jest dostępny dla publicznych wdrożeń poza Amazon.
Uzależnienie od dostawcy – ECS ma charakter zamknięty, co oznacza, że zarządza wyłącznie kontenerami, które sam tworzy.
Niedostępność kodu ECS – Znaczna część kodu ECS nie jest publicznie dostępna. Narzędzia, takie jak AWS Blox, mają jedynie niewielką część swojego kodu open source.

Czym jest Kubernetes?

Kubernetes, powszechnie nazywany K8s, to oprogramowanie open source, które automatyzuje proces wdrażania, skalowania i zarządzania aplikacjami kontenerowymi.

Wykorzystując 15 lat doświadczenia w obsłudze obciążeń produkcyjnych Google, K8s grupuje kontenery aplikacji w logiczne jednostki, którymi można łatwo zarządzać. K8s oferuje również podstawowe funkcje, takie jak równoważenie obciążenia, trwała pamięć, automatyczne wycofywanie zmian w aplikacjach kontenerowych, obsługa sekretów, samonaprawianie klastrów oraz zarządzanie konfiguracją.

Czytaj także: Pierwsze kroki z Kubernetes: wprowadzenie dla początkujących

Zalety Kubernetes

Open source (brak uzależnienia od dostawcy) – Kubernetes działa zarówno lokalnie, jak i w chmurze, bez konieczności zmiany architektury orkiestracji. W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązań, które wiążą się z opłatami licencyjnymi, K8s jest darmowy. Klastry K8 działają w chmurach publicznych i prywatnych, zapewniając wirtualizację zasobów na obu platformach.
Wysoka elastyczność – K8s to doskonałe rozwiązanie dla aplikacji, które wymagają wysokiej dostępności, wydajności i skalowalności. Ta cecha jest szczególnie istotna w aplikacjach generujących wysokie przychody. K8s oferuje zaawansowaną kontrolę nad obciążeniami. W przypadkach, gdy chcesz przenieść aplikacje na wydajniejsze platformy, K8s nie ogranicza cię tak bardzo, jak ECS.
Wysoka dostępność – Jak wspomniano wcześniej, K8s został zaprojektowany w celu zapewnienia wysokiej dostępności aplikacji i ich infrastruktury. Jest to kluczowe dla kontenerów w środowisku produkcyjnym. Kilka technik zapewnia wysoką dostępność:
- Kontrole kondycji i samonaprawianie – Kubernetes chroni aplikacje przed awariami poprzez regularne sprawdzanie węzłów. Jeśli kontener ulegnie awarii, K8s automatycznie go zastąpi.
- Równoważenie obciążenia i kierowanie ruchem – K8s kieruje żądania tylko do odpowiednich kontenerów. Dzięki równoważeniu obciążenia K8s rozdziela obciążenia między pody, równoważąc zasoby w przypadku przestojów, gwałtownego wzrostu ruchu lub przetwarzania wsadowego. Możesz też użyć zewnętrznych systemów równoważenia obciążenia.
Skalowalność obciążenia – K8s efektywnie skaluje zasoby na podstawie różnych kryteriów:
- Automatyczne skalowanie – Ta funkcja umożliwia automatyczne dostosowywanie liczby uruchomionych kontenerów na podstawie obciążenia procesora i innych metryk.
- Skalowanie ręczne – Możesz skalować liczbę kontenerów za pomocą wiersza poleceń lub interfejsu użytkownika.
- Kontroler replikacji – To narzędzie pozwala określić liczbę podów, które odpowiadają specyfikacji klastra. Jeśli jest ich za mało, są dodawane, a jeśli za dużo, są usuwane.
Zaprojektowany do wdrożeń – K8s przyspiesza proces tworzenia, testowania i dostarczania oprogramowania:
- Automatyczne wycofywanie i wdrażanie – Możesz wdrażać nowe konfiguracje lub aktualizacje aplikacji bez przestojów. W przypadku awarii K8s automatycznie przywróci poprzednią wersję.
- Wdrożenia kanaryjskie – Możesz testować nowe wdrożenia w środowisku produkcyjnym równolegle do poprzedniej wersji. K8s pozwala na zmniejszanie liczby starych instancji i zwiększanie liczby nowych.
- Obsługa różnych języków programowania i frameworków – Kubernetes obsługuje wiele języków i frameworków. Jeśli aplikacja może działać w kontenerze, działa też w K8s.
Wykrywanie usług – Programiści potrzebują, aby wszystkie usługi mogły się ze sobą komunikować. K8s ciągle tworzy i niszczy kontenery, co powoduje, że niektóre usługi nie są dostępne w określonych lokalizacjach. K8s rozwiązuje ten problem dzięki natywnej koncepcji usług, która umożliwia grupowanie zasobników i bezproblemowe wykrywanie usług. K8s zapewnia adresy IP dla podów, nazwy DNS dla każdego zestawu podów i równoważy ruch między nimi. Dzięki temu wykrywanie usług jest niezależne od każdego kontenera.
Aktywna społeczność – K8s jest wspierany przez aktywną społeczność. Miliony programistów używają K8s i stale rozwijają projekty.

Ograniczenia Kubernetes

Stroma krzywa uczenia się – Aby zacząć korzystać z Kubernetes, musisz zrozumieć jego architekturę. Wdrożenie kompleksowego rozwiązania wymaga uwzględnienia wielu technologii i usług. Technologie te różnią się od siebie (niektóre bazują na systemie UNIX, a inne to zupełnie nowe rozwiązania), co utrudnia wybór. Musisz też zrozumieć, jak poszczególne komponenty współpracują ze sobą. Dostępna jest dokumentacja, ale musisz wiedzieć, jak korzystać z oferowanych usług.
Rozróżnianie funkcji i projektów – Zrozumienie różnic między projektami i funkcjami może być trudne. Możesz uzyskać porady dotyczące zarządzania projektami, ale nie zawsze jest jasne, czym różnią się funkcje od projektów społecznościowych.
Wiedza wykraczająca poza Kubernetes – Kubernetes to zaawansowana platforma. Złożoność dostarczania rozwiązań może prowadzić do niejasności, zwłaszcza na początku. Organizacje chcą dostarczać usługi (np. magazyny danych jako usługa), co jeszcze zwiększa krzywą uczenia się. Jeśli używasz takich usług, twoja wiedza musi wykraczać poza Kubernetes.
Zarządzanie Kubernetes jest trudne – Wdrożenie K8s w środowisku produkcyjnym to jedno. Musisz zapewnić wszystkie potrzebne zasoby, aby Twoje aplikacje mogły działać. Musisz też zadbać o bezpieczeństwo i integrację z infrastrukturą. Potrzebna jest też specjalistyczna wiedza, aby obsługiwać i zarządzać narzędziami K8s. Potrzebujesz dogłębnej wiedzy, aby zarządzać klastrami, monitorować je i rozwiązywać problemy.

Porównanie ECS i Kubernetes

Poniżej przedstawiamy bezpośrednie porównanie, które uwzględnia kluczowe różnice między tymi platformami:

Różnica	Kubernetes	Amazon ECS
Definiowanie aplikacji	Aplikacje są wdrażane poprzez połączenie podów, węzłów i usług.	Wdrażanie aplikacji odbywa się za pomocą zadań. Zadania to instancje kontenerów działające na instancjach ECS.
Wdrażanie	Skomplikowane, ponieważ klastry trzeba wdrażać i konfigurować ręcznie.	Łatwe wdrożenie za pomocą konsoli AWS.
Obsługa węzłów (liczba maszyn)	Do 5000 węzłów na klaster.	Do 1000 węzłów na klaster.
Kontenery	Do 300 000 kontenerów na klaster.	Ograniczenie ze względu na wykorzystywaną pojemność infrastruktury.
Równoważenie obciążenia	Pody są udostępniane przez usługi używane jako równoważniki obciążenia za kontrolerami ruchu przychodzącego.	Dostępne dwa równoważniki obciążenia: ELB-Application lub Network.
Cena	Darmowy.	ECS jest bezpłatny, ale trzeba płacić za zasoby EC2.
Optymalizacja	Dobrze zoptymalizowany dla jednego dużego klastra.	Wstępnie skonfigurowany z wymaganiami i wymaganiami dotyczącymi kontenerów.
Autoskalowanie	Parametry autoskalowania są definiowane podczas tworzenia wdrożeń.	Wykorzystywane są usługi monitorowania, takie jak CloudWatch, do automatycznego skalowania na podstawie procesora, pamięci i parametrów niestandardowych.
Kontrola kondycji	Dostępne są dwie kontrole kondycji: gotowość i żywotność.	Realizowane za pomocą usług monitorowania, takich jak CloudWatch.
Wykrywanie usług	Realizowane za pomocą zmiennych środowiskowych lub DNS.	Realizowane za pomocą usług monitorowania — CloudWatch.
Vendor-lock-in	Nie.	Tak.

Przypadki użycia ECS i Kubernetes

Oto kilka przykładów, jak technologia kontenerowa ECS i Kubernetes rewolucjonizuje różne branże:

ECS INC International przedstawia liczne przypadki użycia ECS, między innymi w nowoczesnej medycynie, gdzie usprawnia metody leczenia i podawania leków. Znajdziemy go w elektronicznych inhalatorach, medycznych automatycznych wstrzykiwaczach i pompach infuzyjnych.

W domenie IoT wykorzystywane są inteligentne urządzenia domowe. W przemyśle motoryzacyjnym mamy inteligentne samochody elektryczne, które zapewniają lepsze wrażenia z jazdy i ulepszone systemy bezpieczeństwa.

To tylko wierzchołek góry lodowej. Możesz znaleźć więcej zastosowań ECS w technologii bezprzewodowej, urządzeniach ubieralnych i zastosowaniach przemysłowych.

Kubernetes również ma swój udział w praktycznych zastosowaniach. Na przykład chmura IBM oferuje funkcje prywatne, publiczne i hybrydowe w wielu różnych środowiskach. Spotify, gigant streamingu muzyki, wykorzystuje Kubernetes, aby zapewnić sprawne działanie i obsługiwać do 10 milionów żądań na sekundę. K8s wspiera także architekturę mikrousług, sieci natywne dla chmury, uczenie maszynowe i cykl życia oprogramowania.

Ostatnie słowa

Po przeanalizowaniu tego artykułu powinieneś mieć solidne rozeznanie zalet i wad ECS oraz K8s. Wybór odpowiedniej opcji zależy od wielu czynników. Musisz wziąć pod uwagę koszty, ograniczenia usług i koszty związane z zasobami ludzkimi.

Jeśli szukasz darmowej usługi, K8s będzie pierwszym wyborem. Będziesz jednak potrzebować specjalistów, którzy poradzą sobie ze złożonością tego rozwiązania. K8s nie uzależnia cię od jednego dostawcy, ale wymaga dogłębnego zrozumienia platformy. ECS oferuje za to szybką konfigurację.

Następnie zapoznaj się z naszym szczegółowym przewodnikiem po Kubernetes vs. Docker.