Системи керування кластерами необхідні в умовах сучасних обчислень, де важливо забезпечити ефективний розподіл і використання обчислювальних ресурсів мережі взаємопов’язаних машин. 

Згідно з інформацією від National Grid ESO, центри обробки даних споживають 1% світового електроенергоспоживання, і саме тут системи керування кластерами відіграють ключову роль у підвищенні енергоефективності. Вони забезпечують масштабованість, високу доступність і ефективне управління ресурсами. Саме це робить їх необхідними для запуску складних програм та управління центрами обробки даних.

Kubernetes і Apache Mesos — це дві системи керування кластерами з різними сильними та слабкими сторонами. У цій статті ми розкрили унікальні особливості, щоб допомогти читачам зробити обґрунтований вибір відповідно до конкретних потреб. Поглибмося в деталі та визначмо ключові аспекти Kubernetes і Apache Mesos, щоб допомогти зробити правильний вибір для наступного проєкту.

Чому порівнюємо саме Kubernetes і Apache Mesos?

Це дві системи, що базуються на відкритому коді. Вони привертають увагу через широку спільноту користувачів і різноманіття можливостей використання, а також надійність своїх інструментальних екосистем. 

Попри існування інших інструментів, таких як Docker Swarm чи Nomad, саме Kubernetes і Mesos часто розглядаються як ключові учасники в обговореннях щодо оркестрування та управління ресурсами. 

Kubernetes: короткий огляд, функціонал та основні терміни

Kubernetes — це не лише платформа для управління контейнерами, а повноцінна система, що надає широкий функціонал для ефективного та автоматизованого управління додатками в контейнерах. 

Основні функції: 

1. Автоматизоване оркестрування контейнерів: бере на себе завдання з розгортання, управління та контролю контейнерів, забезпечуючи постійну готовність додатків.
2. Балансування навантаження: розподіляє трафік між різними робочими вузлами для оптимального використання ресурсів та забезпечення швидкої відповіді додатків.
3. Масштабування вгору/вниз: дозволяє динамічно змінювати кількість контейнерів відповідно до навантаження, забезпечуючи ефективне використання ресурсів.
4. Виявлення та автоматичне відновлення: виявляє несправності та автоматично відновлювати роботу, перенаправляючи трафік на доступні ресурси.
5. Зберігання конфіденційної інформації: надає засоби для безпечного зберігання та керування секретами, а також для управління конфігураційними параметрами додатків та виробників.
6. Інструменти для моніторингу та діагностики: надає засоби для контролю стану додатків та вузлів, а також для збору та аналізу метрик продуктивності та логів.

Важливі терміни та концепції:

1. Поди (модулі): найменші робочі одиниці в Kubernetes, які групують один або кілька контейнерів.
2. Служби: допомагають програмам комунікувати незалежно від їх розташування в кластері.
3. Контролери реплікації: забезпечують безперебійну роботу додатків, гарантуючи правильну кількість реплік.

Kubernetes виникла в Google та стала ключовим інструментом у сфері управління контейнерами. Її активно використовують відомі компанії, такі як Google, Red Hat та Microsoft.

Apache Mesos: короткий огляд та основні функції 

Apache Mesos — це важлива програмна платформа, яка вирізняється своєю здатністю об’єднувати функції системи спільного доступу до ресурсів кластера, оркестрування контейнерів і розподіленого ядра для ефективної організації виконання завдань на групі вузлів. 

Початково розроблений Twitter, проєкт Mesos здобув визнання та широке використання в індустрії після передачі його у фонд Apache у 2010 році. Популярні компанії, такі як Netflix, Samsung, Twitter, IBM, PayPal і Yelp, вже впроваджують кластери на основі Mesos.

Вона не обмежується лише контейнерами. Додатково забезпечує управління різними ресурсами, такими як центральний процесор і пам’ять в центрі обробки даних. Використовуючи детальне розподілення ресурсів, Mesos дозволяє фреймворкам досягати близькості даних шляхом розумного чергування зчитування інформації на різних машинах.

Основні характеристики Mesos:

1. Розподіл ресурсів: динамічний і відбувається у центрі обробки даних між програмами.
2. Фреймворки: використання спеціалізованих менеджерів для різних типів робочих завдань, таких як запуск Spark для обробки великих обсягів даних або вебсервер для свого вебсайту.
3. Відмовостійкість: забезпечення стійкості до апаратних збоїв за допомогою Zookeeper для відмовостійкої координації та використання методів шардингу для синхронізації з хост-агентами після збою лідера.
4. Multi-Tenancy: можливість виконання різних робочих завдань на одному кластері без перерв.

Mesos забезпечує ефективне використання ресурсів і стійкість системи, що робить її важливим інструментом для великих та складних обчислювальних середовищ.

Порівняємо Kubernetes і Apache Mesos

Для порівняння ми обрали найважливіші критерії, які вливають на вибір платформи.

Архітектура та дизайн

Вони мають різні підходи до архітектури та дизайну своїх систем управління кластерами. У Mesos, головний вузол (master) приймає пропозиції від фреймворків і призначає ресурси для виконання завдань. Фреймворки вирішують, як використовувати отримані ресурси.

Kubernetes використовує концепцію «планувальників» (Schedulers) для обробки запитів на ресурси від клієнтів. Кожен планувальник може призначати ресурси для виконання завдань (Pods) на вузлах кластера.

Масштабованість і продуктивність

Kubernetes вражає своєю здатністю масштабування вгору чи вниз залежно від потреб. Автоматизація цього процесу допомагає зберігати оптимальні ресурси для завдань. Функція балансування навантаження сприяє розподілу трафіку для забезпечення продуктивності. Вона підтримує розгортання додатків у контейнерах і використовує декларативну конфігурацію для спрощення запуску та управління.

Mesos відзначається високою продуктивністю через точний розподіл ресурсів, що дозволяє ефективно використовувати потенціал кластера для різних типів завдань. Вона успішно розподіляє навантаження і забезпечує високу ефективність використання ресурсів.

Спільнота та екосистема

Обидві платформи мають відмінності в розмірі та активності своїх спільнот. Kubernetes, є однією з найпопулярніших систем управління контейнерами, користується величезною та активною спільнотою. Її екосистема налічує безліч інструментів, які значно полегшують розгортання та управління додатками. Також, Kubernetes отримала значну підтримку від провідних хмарних платформ, що розширює функціонал та робить її зручною для розробників.

У випадку Mesos, хоча вона має меншу спільноту, проте їй вдалося залучити увагу через підтримку великих фреймворків, таких як Apache Spark і Hadoop. Менша кількість інструментів порівняно з Kubernetes впливає на розширення функціонала, але водночас дозволяє зберігати простоту.

Простота використання та освоєння

Над Kubernetes активно попрацювали, та все ж для новачків інтерфейс все ще може здатись складним, через велику кількість концепцій та термінології. Використання файлів YAML для конфігурації вимагає часу для освоєння. Тому, крива навчання є достатньо крутою, але система стає більш зручною з набуттям досвіду роботи в ній.

Mesos, навпаки, пропонує простіший підхід, особливо для тих, хто знайомий з Linux. Однак створення користувальницьких фреймворків вимагає більше роботи та уваги до деталей. Для тих, хто шукає швидкий старт та просте управління, Mesos є більш привабливим варіантом.

Відмовостійкість і висока доступність

Обидві платформи мають високий рівень відмовостійкості. Kubernetes використовує etcd для забезпечення надійності, автоматично відновлюючи компоненти. Mesos користується Zookeeper для координації, але відмовостійкість може залежати від конкретних фреймворків, які використовуються.

Безпека

Kubernetes пропонує потужні інструменти керування доступом через RBAC та мережеві політики. Mesos використовує ізоляцію та автентифікацію для гарантування безпеки між фреймворками. У порівнянні з Kubernetes, Mesos може бути менш потужним у керуванні доступом.

Яку систему обрати?

При виборі між Kubernetes і Apache Mesos важливо враховувати конкретні потреби та характеристики проєкту. Обидві системи управління кластерами мають свої переваги та обмеження. Нижче наведено перелік ключових факторів, які допоможуть прийняти рішення:

Kubernetes:

1. Система є відмінним рішенням для оркестрування контейнерів.
2. Широка та активна спільнота Kubernetes сприяє розвитку екосистеми та підтримці.
3. Kubernetes дотримується стандартів, що спрощує інтеграцію та розвиток.

Apache Mesos:

1. Можливість гнучкого розподілу ресурсів.
2. Mesos відмінно справляється з різноманітними та розширеними випадками використання.
3. Розширені можливості налаштування дозволяють адаптувати систему під конкретні потреби.

З урахуванням особливостей проєкту, важливо враховувати ці фактори та ретельно оцінювати, яка система краще відповідає унікальним вимогам і стратегічним цілям.

Для тих, хто прагне опанувати Kubernetes та розібратись з усіма можливостями платформи, ми пропонуємо структурований курс «Адміністрування Kubernetes. Практикум». Мінімум теорії, максимум практики. 6 насичених занять, під час яких ти опануєш оркестрування контейнерів та отримаєш скіли для нової роботи.