Kas iš tikrųjų yra šie orkestravimo įrankiai?
Prieš kelis metus konteinerių orkestravimas atrodė kaip kažkas iš mokslinės fantastikos – sudėtinga, brangu ir skirta tik didžiųjų korporacijų IT departamentams. Šiandien tai tapo norma net vidutinio dydžio projektuose. Bet kai ateina laikas pasirinkti tarp Kubernetes ir Docker Swarm, daugelis kūrėjų susiduria su tikru galvos skausmu.
Docker Swarm atsirado kaip natūrali Docker ekosistemos evoliucija. Jei jau naudojate Docker konteinerius (o kas jų nenaudoja?), Swarm atrodo kaip logiškas žingsnis į priekį. Tai orkestravimo sprendimas, kuris integruotas tiesiai į Docker Engine ir leidžia valdyti kelių serverių klasterį beveik taip pat paprastai, kaip vieną mašiną.
Kubernetes, kita vertus, gimė Google duomenų centruose ir buvo sukurtas spręsti milžiniško masto problemas. Tai ne tiesiog orkestravimo įrankis – tai visa platforma, turinti savo filosofiją, architektūrą ir, tiesą sakant, gana stačią mokymosi kreivę. Bet būtent dėl to Kubernetes tapo de facto standartu enterprise lygio projektuose.
Diegimo sudėtingumas: pirmieji žingsniai
Štai kur prasideda didžiausi skirtumai. Docker Swarm galite paleisti per kelias minutes. Rimtai – jei turite Docker įdiegtą, komanda docker swarm init ir jūs jau turite veikiantį klasterį. Norėdami pridėti daugiau mazgų, tiesiog nukopijuojate sugeneruotą komandą ir paleižiate ją kituose serveriuose. Tai taip paprasta, kad net jaučiatės kiek įtariai – ar tikrai viskas veikia?
Su Kubernetes situacija visiškai kitokia. Net naudojant tokius įrankius kaip kubeadm, minikube ar kind, pirminis setup reikalauja solidaus supratimo apie sertifikatus, network plugins, etcd ir daugybę kitų komponentų. Pirmą kartą bandant paleisti Kubernetes klasterį, galite praleisti visą dieną skaitydami dokumentaciją ir debugindami keistas klaidas.
Praktinis patarimas: jei tik mokotės ir norite suprasti orkestravimo pagrindus, pradėkite nuo Docker Swarm. Galite paleisti jį net savo nešiojamame kompiuteryje ir eksperimentuoti be jokių debesų sąskaitų ar sudėtingų konfigūracijų. Kubernetes geriau mokytis naudojant managed sprendimus kaip GKE, EKS ar AKS – taip išvengsite infrastruktūros galvos skausmo ir galėsite sutelkti dėmesį į pačią platformą.
Funkcionalumas ir galimybės: kur slypi skirtumas
Docker Swarm siūlo viską, ko reikia baziniam orkestravimui: automatinį load balancing, service discovery, rolling updates, secrets management. Tai veikia ir veikia gerai. Bet štai problema – kai jūsų reikalavimai tampa sudėtingesni, greitai pasiekiate Swarm ribas.
Pavyzdžiui, norite daryti canary deployments su palaipsniu traffic perjungimu? Swarm’e tai reikės implementuoti patiems arba naudoti papildomus įrankius. Reikia sudėtingų auto-scaling taisyklių pagal custom metricas? Vėl – ne iš dėžės. StatefulSets kompleksinėms aplikacijoms su būsena? Atsiprašome, čia tik Kubernetes teritorija.
Kubernetes turi sprendimą beveik bet kokiai problemai. Custom Resource Definitions (CRD) leidžia išplėsti platformą bet kokiu būdu. Operators pattern’as automatizuoja net sudėtingiausių aplikacijų valdymą. Horizontal Pod Autoscaler, Vertical Pod Autoscaler, Cluster Autoscaler – viskas jau integruota. Network Policies leidžia kurti labai detalizuotas saugumo taisykles.
Bet štai ką svarbu suprasti: dauguma projektų nenaudoja nė pusės Kubernetes galimybių. Jei jūsų aplikacija yra keletas microservices su database ir cache, Docker Swarm greičiausiai bus visiškai pakankamas. Kubernetes tampa būtinybe, kai:
- Valdote dešimtis ar šimtus skirtingų servisų
- Reikia sudėtingų deployment strategijų
- Turite kompleksines stateful aplikacijas
- Reikalingas multi-tenant environment
- Organizacija turi dedikuotą DevOps komandą
Konfigūracijos filosofija: YAML visur
Abu įrankiai naudoja deklaratyvų požiūrį – aprašote norimą būseną, sistema pasirūpina ja pasiekti. Bet kaip tai daroma, labai skiriasi.
Docker Swarm naudoja Docker Compose formato išplėtimą. Jei jau rašėte docker-compose.yml failus lokaliam developmentui, Swarm stack failai atrodys labai pažįstami. Tiesiog pridedami keli papildomi laukai kaip deploy, replicas, placement ir viskas. Galite net naudoti tą patį failą ir lokaliame development’e, ir production’e su nedideliais skirtumais.
Kubernetes turi savo YAML struktūrą, kuri iš pradžių atrodo gąsdinanti. Kiekvienas resource’as (Pod, Service, Deployment, ConfigMap, Secret, Ingress…) turi savo specifikaciją su daugybe laukų. Paprasta aplikacija gali reikalauti 5-10 skirtingų YAML failų. Bet štai kas įdomu – ši sudėtingesnė struktūra suteikia daug didesnį lankstumą ir kontrolę.
Realybėje niekas nerašo Kubernetes YAML failų nuo nulio. Naudojami Helm charts, Kustomize, arba net įrankiai kaip Pulumi ar Terraform. Bet net ir su šiais įrankiais, pradinė mokymosi kreivė yra stačiesnė nei Swarm.
Networking ir service discovery
Tinklo konfigūracija – tai vieta, kur daugelis orkestravimo projektų sudužta į uolas. Docker Swarm čia vėl laimi paprastumu. Overlay network’as sukuriamas automatiškai, servisai gali kreiptis vienas į kitą tiesiog pagal pavadinimą, įmontuotas load balancer’is paskirsto traffic’ą tarp replikų. Veikia iš karto, be jokių papildomų konfigūracijų.
Kubernetes networking modelis yra galingesnis, bet ir sudėtingesnis. Pirmiausia turite pasirinkti CNI (Container Network Interface) plugin’ą – Calico, Flannel, Weave, Cilium ar kurį kitą. Kiekvienas turi savo privalumus ir trūkumus. Paskui reikia suprasti skirtumą tarp ClusterIP, NodePort, LoadBalancer ir Ingress servisų. Tai nėra raketos mokslas, bet reikalauja laiko įsisavinti.
Praktinė rekomendacija: jei kuriate naują Kubernetes klasterį, rimtai apsvarstykite Cilium kaip CNI sprendimą. Jis naudoja eBPF technologiją ir suteikia ne tik geresnį performance’ą, bet ir galingas observability ir security galimybes. Bet jei norite kažko paprastesnio ir patikimesnio – Calico yra saugus pasirinkimas.
Monitoring ir debugging: kai kažkas eina ne taip
Anksčiau ar vėliau kažkas sugenda. Tai neišvengiama. Ir štai čia pasirodo, kaip svarbu turėti gerus įrankius problemų diagnozavimui.
Docker Swarm monitoring’as yra gana bazinis. docker service ls parodo servisų būseną, docker service logs leidžia pamatyti logus, docker node ls rodo klasterio mazgus. Tai veikia, bet greitai pasigendama detalesnės informacijos. Daugelis žmonių integruoja Prometheus ir Grafana, bet tai reikia konfigūruoti patiems.
Kubernetes ekosistema turi neįtikėtiną kiekį monitoring ir observability įrankių. Prometheus tapo faktiniu standartu metrikoms, Grafana – vizualizacijai, ELK ar Loki stack’as – logams, Jaeger ar Zipkin – distributed tracing’ui. Yra net specializuoti įrankiai kaip k9s, Lens ar Octant, kurie suteikia puikų UI klasterio valdymui.
Bet štai kas įdomu – su Kubernetes debugging’as gali būti ir sudėtingesnis. Kai turite šimtus pod’ų, dešimtis namespace’ų ir sudėtingą network topology, surasti problemos šaltinį gali būti tikras iššūkis. Čia padeda geri logging ir tracing practices, bet tai reikalauja pradinių investicijų į setup’ą.
Bendruomenė ir ekosistema
Čia Kubernetes turi milžinišką pranašumą. CNCF (Cloud Native Computing Foundation) ekosistema yra neįtikėtinai plati. Bet kokiai problemai greičiausiai jau egzistuoja bent keli sprendimai. Reikia CI/CD? Yra Argo CD, Flux, Tekton. Service mesh? Istio, Linkerd, Consul. Secrets management? Sealed Secrets, External Secrets Operator, Vault integration.
Docker Swarm bendruomenė yra daug mažesnė. Nors Docker pats yra labai populiarus, Swarm kaip orkestravimo sprendimas nėra taip plačiai naudojamas. Tai reiškia mažiau tutorial’ų, mažiau third-party įrankių, mažiau gatavų sprendimų. Bet kita vertus – tai reiškia ir mažiau pasirinkimų, kurie gali paralyžuoti sprendimų priėmimą.
Praktiškai tai reiškia, kad su Kubernetes greičiausiai rasite sprendimą bet kokiai problemai per kelias minutes Google paieškos. Su Swarm kartais teks būti kūrybiškesniems arba adaptuoti sprendimus iš Docker ekosistemos.
Performance ir resource naudojimas
Docker Swarm yra lengvesnis. Control plane komponentai naudoja mažiau resursų, o pats orkestravimo overhead’as yra minimalus. Tai puikus pasirinkimas, jei turite ribotus resursus arba nedidelius projektus.
Kubernetes control plane (API server, scheduler, controller manager, etcd) gali suėsti nemažai resursų. Mažame klasteryje su keliais node’ais tai gali būti juntamas overhead’as. Bet kai klasteris auga, šis overhead’as tampa nereikšmingas procentualiai.
Kas liečia pačių aplikacijų performance’ą – skirtumai yra minimalūs. Abu sprendimai naudoja tuos pačius Linux kernel features (namespaces, cgroups), tad konteinerių veikimo greitis yra praktiškai identiškas. Skirtumas yra daugiau infrastruktūros valdymo efektyvume.
Kada pasirinkti ką: realūs scenarijai
Gerai, užteks teorijos. Štai konkrečios situacijos ir rekomendacijos.
Pasirinkite Docker Swarm, jei:
Turite mažą ar vidutinį projektą su iki 10-20 servisų. Komanda yra maža (1-5 žmonės) ir neturi dedikuoto DevOps specialisto. Reikia greitai pradėti ir nenorite investuoti savaičių į mokymąsi. Jau naudojate Docker ir Docker Compose. Infrastruktūra yra santykinai paprasta – keletas serverių, standartiniai stateless servisai. Biudžetas yra ribotas ir negalite sau leisti managed Kubernetes sprendimų.
Realus pavyzdys: startupo MVP su 5-6 microservices, PostgreSQL database, Redis cache ir keliais background workers. Visa komanda – 3 full-stack developeriai. Swarm leis jiems sutelkti dėmesį į produkto kūrimą, o ne infrastruktūros valdymą.
Pasirinkite Kubernetes, jei:
Projektas yra didelis arba planuojate sparčiai augti. Turite dedikuotą DevOps/SRE komandą arba galite sau tai leisti. Reikia sudėtingų deployment strategijų, auto-scaling, multi-tenancy. Naudojate arba planuojate naudoti stateful aplikacijas (databases, message queues). Organizacija jau turi Kubernetes kompetencijų arba nori jas ugdyti. Planuojate naudoti cloud provider managed services (GKE, EKS, AKS).
Realus pavyzdys: SaaS platforma su 50+ microservices, keliais tenant’ais, sudėtingais deployment reikalavimais ir 24/7 availability SLA. Komanda turi 15+ žmonių, įskaitant dedikuotą platform engineering teamą.
Hibridiniai scenarijai:
Kai kurios organizacijos pradeda nuo Swarm ir vėliau migruoja į Kubernetes. Tai visiškai teisėtas kelias, ypač jei nesate tikri dėl ilgalaikių poreikių. Konteinerizuota aplikacija yra santykinai lengvai perkeliama tarp orkestravimo platformų (nors ne be darbo).
Kitas variantas – naudoti Swarm development ir staging aplinkose, o Kubernetes production’e. Tai leidžia developeriams dirbti su paprastesne sistema, tuo pačiu išlaikant production-grade platformą produkcijoje.
Ką daryti su visa šia informacija
Orkestravimo įrankio pasirinkimas nėra vien techninis sprendimas – tai strateginis pasirinkimas, kuris veikia komandos produktyvumą, infrastruktūros kaštus ir produkto skalabilumą. Nėra vieno teisingo atsakymo visiems.
Docker Swarm nėra „prastas” pasirinkimas, o Kubernetes nėra „per sudėtingas” – tai tiesiog skirtingi įrankiai skirtingiems poreikiams. Swarm puikiai tinka daugeliui projektų ir leidžia pradėti greitai su minimalia investicija. Kubernetes suteikia beveik neribotą lankstumą ir galimybes, bet už tai reikia mokėti sudėtingumo kaina.
Mano patarimas: pradėkite nuo paprastesnio sprendimo ir migruokite tik tada, kai tikrai jaučiate jo ribas. Priešingu atveju rizikuojate praleisti mėnesius kovodami su infrastruktūra vietoj to, kad kurtumėte produktą. Ir jei vis dar abejojate – managed Kubernetes sprendimas iš cloud providerio gali būti geriausias kompromisas tarp galimybių ir paprastumo.
Galiausiai, nepaisant to, ką pasirinksite, investuokite laiką į mokymąsi. Konteinerių orkestravimas nėra mada – tai fundamentali šiuolaikinės infrastruktūros dalis, kuri niekur nedingsta. Ir kas žino, galbūt už metų jūsų pasirinkimas pasikeis kartu su projekto poreikiais. Ir tai visiškai gerai.
