Kubernetes vs. Docker: Ein gründlicher Vergleich

Kubernetes und Docker sind zwei Cloud-native Technologien mit ähnlicher Funktionalität, aber sehr unterschiedlichen Zwecken.

Sie werden beide zur Verwaltung von Containern verwendet, aber hier enden ihre Gemeinsamkeiten. Docker eignet sich ideal für den täglichen Gebrauch beim Erstellen, Ausführen und Verwalten von Containeranwendungen, während Kubernetes eher für die Verwaltung eines großen Clusters von Containeranwendungen geeignet ist.

Beide Tools haben ihre Vor- und Nachteile. Daher ist es wichtig zu wissen, was jedes am besten kann und wann man es verwendet oder nicht. Dieser Blogbeitrag beleuchtet dieses Problem, um Ihnen bei der richtigen Wahl zu helfen.

Virtuelle Maschinen vs. Docker vs. Kubernetes

Docker und Kubernetes sind beides Containerisierungstechnologien. Ein Container kann entweder auf einer physischen oder virtuellen Maschine erstellt werden. Eine virtuelle Maschine ist eine digitale Kopie einer physischen Maschine, die Sie auf jedem Host einer virtuellen Maschine ausführen können.

Um Zugriff auf Rechenressourcen in der Cloud zu erhalten, müssen Sie normalerweise eine VM (virtuelle Maschine) von Ihrem Cloud-Dienstanbieter mieten. Anschließend können Sie bei Bedarf Containerisierungsanwendungen wie Docker darin installieren. Daher integrieren Cloud-Dienstanbieter häufig vorinstallierte Container-Images in ihre VM-Instanzen.

Eine virtuelle Maschine bietet eine sichere und isolierte Umgebung zum Ausführen Ihres Codes. Sie können Ihre Anwendung auf der virtuellen Maschine entwickeln, sie dann speichern und übertragen, um sie problemlos auf einem anderen VM-Host auszuführen. Allerdings gibt es bei diesem Prozess einige Probleme.

Erstens kann eine VM-Kopie als Kopie eines Betriebssystems ziemlich groß sein und oft Gigabyte erreichen. Dadurch ist auch der Start langsam und dauert oft nur wenige Minuten, was in zeitkritischen Situationen zu Problemen führen kann.

Die Containerisierung löst dieses Problem, indem sie eine relativ leichte Ausführungsumgebung schafft, die nur Megabyte groß ist und in nur wenigen Sekunden oder Bruchteilen davon überall und jederzeit gestartet werden kann. Darüber hinaus haben leichtgewichtige Container dazu geführt, dass große, monolithische Websites in kleinere, einfacher zu verwaltende und skalierbare Teile zerlegt werden, die heute als Mikrodienste bezeichnet werden.

Die beiden beliebtesten dieser Containerisierungstechnologien sind Docker und Kubernetes. Docker hilft Entwicklern beim Erstellen, Bereitstellen und Verwalten ihrer Container in der Cloud, während Kubernetes bei der Verwaltung komplexer Projekte mit Dutzenden oder sogar Hunderten von Mikrodiensten hilft.

Was ist Docker?

Docker ist eine Open-Source-Containerisierungsplattform, die einen einfachen Ansatz für die Entwicklung und Bereitstellung von Anwendungen überall bietet. Mit Docker können Entwickler das Packen, Bereitstellen und Ausführen ihrer Anwendungen innerhalb eines definierten Containers in jeder Umgebung automatisieren.

Das Docker-System besteht aus vielen Komponenten, darunter dem Docker-Daemon und dem Docker-Client sowie dem Docker Hub, der verschiedene Docker-Images hostet. Dieses Docker-Image ist ein eigenständiges Paket, das in einer Docker-Datei deklariert ist und alles enthält, was zum Ausführen der Anwendung erforderlich ist, vom Code bis zu Bibliotheken, Systemtools und Abhängigkeiten.

Docker macht es Ihnen leicht, all dies zu tun und Ihre Anwendung auf jeder Plattform reibungslos zum Laufen zu bringen. Aus diesem Grund ist es ein beliebtes Containerisierungssystem.

Vor- und Nachteile von Docker

Wie jede Technologie hat Docker aufgrund seines Designs seine Vor- und Nachteile. Im Folgenden sind die wichtigsten Punkte aufgeführt, die Sie beachten sollten.

Vorteile

• Einfache Bedienung: Docker ist auf Benutzerfreundlichkeit ausgelegt. Es vereinfacht die Arbeit mit unkomplizierten Befehlen und einem intuitiven Design, das es selbst Anfängern leicht macht, Code auf Docker-Containern zu erstellen, zu verpacken, zu verteilen und auszuführen.
• Leichtgewicht: Docker-Images sind so leicht wie möglich, einige nur 5 MB. Dadurch können sie schnell bereitgestellt und verwaltet werden. Darüber hinaus verbrauchen sie weniger Ressourcen und sind insgesamt auf minimale Infrastrukturkosten optimiert.
• Vielseitig und tragbar: Sie können eine Docker-Anwendung auf beliebig vielen Plattformen und Umgebungen ausführen. Docker ist so konzipiert, dass Sie lediglich das richtige Docker-Image zum Ausführen Ihrer Anwendung benötigen, unabhängig vom zugrunde liegenden Betriebssystem von macOS bis Linux oder Windows.
• Großes Bild-Repository: Das Docker Hub-Image-Repository enthält über 100 Container-Images von einzelnen Entwicklern, Open-Source-Projekten und Softwareanbietern, die einfach heruntergeladen und überall bereitgestellt werden können.

Nachteile

• Einzelknotendesign: Docker ist hauptsächlich auf einen einzelnen Knoten ausgelegt. Container auf diesem einzelnen Knoten können eine Verbindung herstellen, eine Konnektivität oder Containerverwaltung außerhalb des Knotens ist jedoch nicht möglich. Docker Swarm erleichtert jedoch die gleichzeitige Verwaltung mehrerer Knoten.
• Begrenzte Orchestrierung: Mit Docker können Sie Container einfach erstellen, bereitstellen und verwalten. Im Vergleich zu Kubernetes sind Sie jedoch relativ eingeschränkt, wenn es um Automatisierungsfunktionen wie Cluster-Networking, Service Discovery, automatische Skalierung, Selbstheilung usw. geht.

Was ist Kubernetes?

Kubernetes ist ebenfalls ein Open-Source-Projekt, ein Container-Orchestrierungssystem, das darauf ausgelegt ist, möglichst viele Prozesse zu automatisieren – von der Bereitstellung von Containern bis hin zu deren Verwaltung, Skalierung und Lastverteilung. Es handelt sich um eine robuste Plattform für die Verwaltung hochkomplexer Containeranwendungen.

Die Kubernetes-Architektur ist Cluster-basiert – das heißt, sie verwaltet mehrere Knoten der Computerinfrastruktur, als wären sie ein einziges System. Dies ermöglicht es einem Administrator, so viele Knoten wie nötig zum Cluster hinzuzufügen und sie alle von einem einzigen Masterknoten aus zu verwalten.

Für einen Kubernetes-Cluster müssen Sie zunächst einen gewünschten Anwendungsstatus definieren. Anschließend wird dieser mithilfe automatischer Skalierung, Selbstheilung, Lastausgleich und Diensterkennung aufrechterhalten.

Vor- und Nachteile von Kubernetes

Kubernetes bringt aufgrund seines technischen Designs und seines Verwendungszwecks gleichermaßen Vor- und Nachteile mit sich. Hier sind die wichtigsten.

Vorteile

• Skalierbarkeit: Kubernetes ist für komplexe Anwendungen im großen Maßstab konzipiert. Wenn Sie Hunderte oder mehr Mikrodienste bei Spitzenauslastung mit möglichst wenig manuellem Aufwand verwalten müssen, dann ist Kubernetes die Plattform für Sie. Es kümmert sich automatisch um Ihre Skalierungsanforderungen.
• Hochverfügbarkeit: Die Plattform verfügt über viele erweiterte Funktionen, einschließlich Selbstheilung und Lastausgleich, um Ihre Anwendungen nahtlos zu verwalten, abgestürzte Container neu zu starten und Ausfallzeiten zu minimieren.
• Management und Orchestrierung: Kubernetes bietet auch alles, was Sie brauchen, um selbst die komplexesten Setups harmonisch zum Laufen zu bringen. Vom Netzwerk über die Speicherung und Bereitstellung bis hin zu fortlaufenden Updates sind alle Funktionen vorhanden, die Sie jemals benötigen werden.
• Große Gemeinschaft: Das Kubernetes-Projekt wurde von Google ins Leben gerufen und wird gleichermaßen von vielen anderen Technologiegiganten unterstützt. Es bietet interessierten Entwicklern ein reichhaltiges und lebendiges Open-Source-Ökosystem.

Nachteile

• Ressourcenaufwand: Kubernetes ist für die Verwaltung großer Computercluster konzipiert. Der erste Nachteil besteht also in den hohen Investitionen, die für den Erwerb oder die Wartung solch riesiger Infrastruktur- und Rechenressourcen erforderlich sind.
• Steile Lernkurve: Das System ist aufgrund seines robusten Designs und seines umfangreichen Funktionsumfangs komplex. Um ein Kubernetes-Projekt in Gang zu bringen, benötigen Sie ein tiefes Verständnis von Containern und verwandten Technologien.

Nebeneinander-Vergleich von Kubernetes und Docker

Hier ist ein direkter Vergleich der Kubernetes- und Docker-Plattformen.

• Zweck: Beide Tools wurden aus völlig unterschiedlichen Gründen entwickelt. Docker zeichnet sich durch die Erstellung und Verwaltung von Containeranwendungen aus, während Kubernetes sich durch die Verwaltung großer Containeranwendungen auszeichnet. Docker Swarm ist ein Zusatzpaket, das viele Kubernetes-Funktionen bietet, aber weniger komplex ist.
• Containerisierung: Docker umfasst eine Reihe von Tools zum Erstellen, Bereitstellen und Verwalten Ihrer Containeranwendungen. Kubernetes bietet keine derartigen Tools an. Allerdings ist es auf Containertechnologien von Drittanbietern angewiesen, darunter Docker Engine, Containerd und CRI-O.
• Verfügbarkeit: Kubernetes ist die Plattform Nummer 1 für diejenigen, die eine große und hochverfügbare Cloud-Anwendung erstellen möchten.
• Skalierbarkeit: Docker-Container sind standardmäßig nicht automatisch skalierbar und das Gleiche gilt für Docker-Swarm-Cluster. Sie müssen die Systeme manuell skalieren. Andererseits skaliert Kubernetes automatisch mit einer vom Administrator festgelegten Mindestkonfiguration.
• Besetzung: Sie können mit Docker viele Dienste auf einem einzelnen Host erstellen und verbinden, aber das ist nicht hostübergreifend möglich. Docker Swarm und Kubernetes können jedoch über mehrere Hosts hinweg funktionieren.
• Leistung: Wenn Sie ein Produkt erstellen oder einfach nur eine kleine Anwendung hosten, ist Docker möglicherweise die beste Option. Wenn Sie sich an etwas Großem und Komplexerem versuchen möchten, ist Docker Swarm möglicherweise ein guter Einstieg in die Cloud-Orchestrierung auf Produktionsniveau. Darüber hinaus kann nur Kubernetes liefern.
• Ressourcenanforderungen: Docker hat im Vergleich zu Kubernetes einen relativ geringen Ressourcenbedarf.
• Lernkurve: Sowohl Docker als auch Docker Swarm sind viel einfacher zu erlernen und zu verstehen als Kubernetes.
• Selbstheilung: Kubernetes bietet eine Selbstheilung (Überwachung und Neustart) abgestürzter Anwendungen direkt nach dem Auspacken.
• Community: Docker verfügt mit dem Docker Hub über eine lebendige Online-Community zum Teilen und Suchen von Container-Images. Kubernetes hat ebenfalls eine junge Community mit vielen großen Technologienamen von Google bis Shopify, Udemy und mehr.

Häufigste Fragen

Es werden viele Fragen zur Beziehung zwischen Kubernetes und Docker gestellt. Auch wenn es sich nicht um eine vollständige Liste handelt, finden Sie im Folgenden einige häufig gestellte Fragen.

Schlussfolgerung

Der Containerisierungskampf zwischen Docker und Kubernetes ist einer, mit dem viele Entwickler bei ihren Cloud-nativen Anwendungen häufig konfrontiert sind. Beide sind produktionstaugliche Plattformen und gleichermaßen leistungsfähig für ihre jeweiligen Aufgaben.

Die Einfachheit, Portabilität und Benutzerfreundlichkeit von Docker machen es ideal für kleine Teams, einzelne Entwickler und Projekte mit begrenztem Budget. Kubernetes hingegen zeichnet sich in komplexen Umgebungen durch seinen umfangreichen Satz an Tools aus, was es zur idealen Lösung für große Teams und Projekte mit großem Budget macht.

Wie Sie inzwischen sehen werden, hängt es von Ihrem Projekt ab, welches dieser beiden Containerisierungstools Sie wählen sollten.