تفاوت داکر و کوبرنتیز در پیاده سازی زیرساخت؛ کدام مناسب تر است؟

داکر و کوبرنتیز از مهم‌ترین فناوری های دنیای زیرساخت ابری و توسعه نرم افزار هستند؛ اما معمولا به‌اشتباه به‌عنوان دو ابزار رقیب معرفی می‌شوند. درحالی‌که Docker و Kubernetes وظایف متفاوتی دارند و در بسیاری از زیرساخت ها در کنار یکدیگر استفاده می‌شوند.

در واقع تفاوت داکر و کوبرنتیز در این است که داکر اپلیکیشن و وابستگی های آن را داخل یک بسته استاندارد به نام کانتینر قرار می‌دهد و امکان اجرای یکسان آن را در محیط های مختلف فراهم می‌کند. کوبرنتیز نیز زمانی وارد عمل می‌شود که تعداد کانتینرها، سرورها و سرویس‌ها افزایش پیدا کند و مدیریت دستی آن‌ها دیگر عملی نباشد.

بنابراین، سوال درست این نیست که «داکر بهتر است یا کوبرنتیز؟» بلکه باید پرسید هرکدام چه مسئله‌ای را حل می‌کنند و زیرساخت شما در چه مرحله‌ای به آن‌ها نیاز دارد.

داکر (Docker) چیست و چه نقشی در زیرساخت دارد؟

Docker پلتفرمی برای ساخت، بسته بندی، انتقال و اجرای اپلیکیشن ها در قالب کانتینر است. کانتینر یک محیط سبک و ایزوله است که کد برنامه، کتابخانه ها، تنظیمات و وابستگی های لازم برای اجرای اپلیکیشن را در خود جای می‌دهد.

پیش از گسترش کانتینرها، تفاوت میان محیط توسعه و سرور اصلی یکی از مشکلات رایج تیم های نرم افزاری بود. ممکن بود برنامه روی لپ‌تاپ توسعه دهنده بدون مشکل اجرا شود، اما به دلیل تفاوت نسخه کتابخانه‌ها، سیستم عامل یا تنظیمات، روی سرور دچار خطا شود.

داکر با بسته بندی اپلیکیشن و وابستگی های آن در یک Image، محیطی قابل تکرار ایجاد می‌کند. همان Image را می‌توان در سیستم توسعه، محیط آزمایش یا سرور تولید اجرا کرد.

در زیرساخت، Docker بیشتر وظایف زیر را انجام می‌دهد:

• ساخت Image استاندارد از اپلیکیشن
• اجرای اپلیکیشن در محیط ایزوله
• انتقال ساده‌تر برنامه میان محیط ها
• مدیریت شبکه و فضای ذخیره سازی کانتینرها
• اجرای چند سرویس روی یک سرور
• ساده ترکردن فرایند توسعه و تست
• هماهنگی با فرایندهای CI/CD

Docker Compose نیز امکان تعریف و اجرای چند کانتینر مرتبط را در یک فایل فراهم می‌کند. برای مثال، یک اپلیکیشن کوچک می‌تواند شامل کانتینر وب سرور، پایگاه داده و سیستم کش باشد و همه آن‌ها با یک دستور اجرا شوند.

کوبرنتیز (Kubernetes) چیست و چه نقشی در زیرساخت دارد؟

Kubernetes یا K8s یک پلتفرم متن باز برای مدیریت و هماهنگ سازی اپلیکیشن های کانتینری در مقیاس بزرگ است. وقتی فقط چند کانتینر روی یک سرور دارید، Docker و Docker Compose معمولا نیاز شما را برطرف می‌کنند. اما زمانی که ده ها یا صدها کانتینر روی چندین سرور اجرا می‌شوند، پرسش‌های پیچیده‌تری شکل می‌گیرد:

• هر کانتینر روی کدام سرور اجرا شود؟
• در صورت خرابی یک کانتینر چه اتفاقی بیفتد؟
• ترافیک چگونه بین چند نمونه از اپلیکیشن تقسیم شود؟
• در زمان افزایش تقاضا چگونه ظرفیت بیشتری ایجاد شود؟
• نسخه جدید چگونه بدون قطعی منتشر شود؟
• اگر یکی از سرورها از دسترس خارج شد، سرویس چگونه ادامه پیدا کند؟

Kubernetes برای مدیریت همین مسائل طراحی شده است. این پلتفرم کانتینرها را در یک کلاستر شامل Control Plane و Worker Node ها مدیریت می‌کند و تلاش می‌کند وضعیت واقعی زیرساخت را با وضعیت مطلوب تعریف‌شده هماهنگ نگه دارد.

تفاوت داکر و کوبرنتیز چیست؟

تفاوت اصلی این دو فناوری در سطح مسئولیت آن‌هاست. Docker اپلیکیشن را به کانتینر تبدیل و آن را اجرا می‌کند؛ اما Kubernetes مجموعه‌ای از کانتینرها را روی چند سرور مدیریت می‌کند.

• Docker مسئول ساخت و اجرای کانتینر است.
• Kubernetes مسئول ارکستریشن و مدیریت کانتینرها در مقیاس کلاستر است.

مقایسه داکر و کوبرنتیز در پیاده سازی زیرساخت

هدف اصلی

هدف Docker کانتینری کردن اپلیکیشن است. این فناوری به توسعه دهندگان کمک می‌کند نرم افزار را همراه با تمام وابستگی‌های آن بسته بندی و در محیط‌های مختلف اجرا کنند.

هدف Kubernetes مدیریت چرخه عمر کانتینرها در مقیاس بزرگ است. این پلتفرم استقرار، توزیع، مقیاس دهی، شبکه و بازیابی بارهای کاری کانتینری را مدیریت می‌کند.

مقیاس اجرا

Docker را می‌توان برای اجرای یک یا چند کانتینر روی یک سرور استفاده کرد. Docker Compose نیز برای مدیریت چند سرویس مرتبط روی یک میزبان مناسب است.

Kubernetes برای زیرساخت هایی طراحی شده که بارهای کاری آن‌ها روی چندین نود اجرا می‌شوند. البته می‌توان کلاستر تک نودی نیز ایجاد کرد، اما ارزش اصلی Kubernetes در محیط‌های چندنودی و توزیع شده مشخص می‌شود.

مقیاس پذیری

در Docker معمولی، افزایش تعداد نمونه های اپلیکیشن اغلب به تنظیمات و عملیات دستی یا ابزارهای جانبی نیاز دارد. Kubernetes امکاناتی مانند Horizontal Pod Autoscaler را برای افزایش یا کاهش تعداد Pod ها بر اساس معیارهایی مانند مصرف پردازنده، حافظه یا شاخص‌های اختصاصی فراهم می‌کند.

این قابلیت برای سرویس‌هایی که ترافیک متغیر دارند مفید است؛ البته مقیاس دهی خودکار فقط زمانی موثر خواهد بود که درخواست منابع، محدودیت‌ها و معیارهای مانیتورینگ به‌درستی تنظیم شده باشند.

بازیابی پس از خرابی

Docker امکان تعریف سیاست Restart برای راه اندازی مجدد کانتینر متوقف‌شده را فراهم می‌کند. این قابلیت برای یک سرور مفید است، اما اگر خود سرور از دسترس خارج شود، Docker به‌تنهایی نمی‌تواند بار کاری را به میزبان دیگری منتقل کند.

Kubernetes وضعیت Pod ها و نودها را بررسی می‌کند. اگر یک Pod خراب شود، می‌تواند نمونه جایگزین ایجاد کند و اگر یک نود از دسترس خارج شود، بارهای کاری را روی نودهای سالم زمان بندی کند.

بااین‌حال، Kubernetes نیز به‌تنهایی تضمین کننده دسترس پذیری کامل نیست. افزونگی نودها، طراحی اپلیکیشن، شبکه، ذخیره سازی و مانیتورینگ همچنان اهمیت دارند.

انتشار نسخه جدید

در Docker می‌توان نسخه جدید Image را ساخت و کانتینر قبلی را با نمونه جدید جایگزین کرد. این فرایند در پروژه‌های کوچک ساده است، اما با افزایش تعداد سرورها به هماهنگی بیشتری نیاز دارد.

Kubernetes از Deployment و روش هایی مانند Rolling Update پشتیبانی می‌کند. در این روش، نسخه جدید به‌تدریج جایگزین نسخه قبلی می‌شود و سرویس در جریان به‌روزرسانی در دسترس باقی می‌ماند. در صورت بروز مشکل نیز امکان بازگشت به نسخه قبلی وجود دارد.

شبکه و کشف سرویس ها

Docker برای ارتباط میان کانتینرها شبکه های مجازی ایجاد می‌کند. در Docker Compose، سرویس‌ها می‌توانند از طریق نام خود با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. Kubernetes یک مدل شبکه گسترده‌تر ارائه می‌دهد. Service ها یک نقطه دسترسی پایدار برای Pod ها ایجاد می‌کنند و Ingress یا Gateway می‌تواند ترافیک ورودی را به سرویس های مختلف هدایت کند. این قابلیت در معماری های میکروسرویس که سرویس‌ها مرتبا ایجاد، حذف یا مقیاس دهی می‌شوند اهمیت بیشتری دارد.

ذخیره سازی داده ها

کانتینرها ذاتا موقت هستند و نباید داده‌های مهم فقط داخل فایل سیستم آن‌ها نگهداری شود. Docker از Volume ها برای نگهداری داده خارج از چرخه عمر کانتینر استفاده می‌کند. این روش برای استقرارهای تک سروری یا ساده مناسب است. Kubernetes مفاهیمی مانند Persistent Volume ،Persistent Volume Claim و Storage Class را ارائه می‌دهد تا فضای ذخیره سازی در سطح کلاستر مدیریت شود. این ساختار انعطاف بیشتری ایجاد می‌کند، اما پیکربندی و نگهداری پیچیده‌تری نیز دارد.

پیچیدگی پیاده سازی

راه‌اندازی Docker نسبتا ساده است و تیم‌ها می‌توانند با دانش پایه لینوکس و کانتینر، اپلیکیشن خود را اجرا کنند. Kubernetes به دانش بیشتری در زمینه شبکه، امنیت، ذخیره سازی، مانیتورینگ، مدیریت منابع و معماری توزیع شده نیاز دارد. بنابراین، استفاده از Kubernetes برای پروژه‌ای که مسئله مقیاس یا پایداری ندارد ممکن است فقط هزینه و پیچیدگی اضافه ایجاد کند.

جدول تفاوت داکر و کوبرنتیز

معیار	Docker	Kubernetes
وظیفه اصلی	ساخت و اجرای کانتینر	مدیریت کانتینرها در کلاستر
مقیاس مناسب	پروژه‌های کوچک تا متوسط	زیرساخت های متوسط تا بزرگ
تعداد سرورها	معمولا یک یا چند سرور مستقل	چند نود هماهنگ در کلاستر
مقیاس‌پذیری	بیشتر دستی یا با ابزار جانبی	دستی و خودکار
بازیابی خرابی	راه اندازی مجدد روی همان میزبان	جایگزینی Pod و زمان بندی روی نود سالم
انتشار نسخه	مدیریت مستقیم کانتینرها	Rolling Update و Rollback
پیچیدگی	کمتر	بیشتر
هزینه عملیاتی	پایین‌تر	بالاتر
کاربرد اصلی	توسعه، تست و اجرای ساده	سرویس های توزیع شده و مقیاس پذیر

آیا Kubernetes جایگزین Docker است؟

خیر. Kubernetes جایگزین مفهوم Docker یا کانتینر نیست. Docker مجموعه‌ای از ابزارها برای ساخت Image، اجرای کانتینر و مدیریت چرخه عمر آن‌ها ارائه می‌دهد. Kubernetes نیز برای اجرای بارهای کاری خود به یک Container Runtime نیاز دارد.

نسخه های جدید Kubernetes دیگر مستقیما از Docker Engine به‌عنوان Runtime داخلی استفاده نمی‌کنند، اما همچنان می‌توان Image های ساخته شده با Docker را در Kubernetes اجرا کرد؛ زیرا این Image ها از استانداردهای رایج کانتینری پیروی می‌کنند. بنابراین، تیم توسعه می‌تواند اپلیکیشن را با Docker بسته‌بندی کند و همان Image را از طریق Kubernetes روی کلاستر اجرا کند.

چه زمانی Docker برای زیرساخت کافی است؟

Docker و Docker Compose معمولا در شرایط زیر انتخاب منطقی‌تری هستند:

• پروژه تعداد محدودی سرویس دارد.
• اپلیکیشن روی یک سرور اجرا می‌شود.
• ترافیک نسبتا ثابت و قابل پیش‌بینی است.
• تیم فنی کوچک است.
• قطعی کوتاه‌مدت خسارت جدی ایجاد نمی‌کند.
• مقیاس‌دهی به‌ندرت انجام می‌شود.
• سادگی و هزینه پایین‌تر اولویت دارد.

برای نمونه، یک وب‌سایت شرکتی، پنل داخلی، نسخه اولیه محصول یا اپلیکیشن کم‌ترافیک ممکن است بدون نیاز به Kubernetes با Docker به‌خوبی اجرا شود.

چه زمانی باید به Kubernetes مهاجرت کرد؟

استفاده از Kubernetes زمانی منطقی‌تر می‌شود که زیرساخت با چند مورد از شرایط زیر روبه‌رو باشد:

• تعداد سرویس‌ها و کانتینرها افزایش یافته است.
• اپلیکیشن روی چند سرور اجرا می‌شود.
• ترافیک نوسان زیادی دارد.
• انتشار نسخه‌های جدید پرتکرار است.
• دسترس‌پذیری سرویس اهمیت بالایی دارد.
• تیم از معماری میکروسرویس استفاده می‌کند.
• مدیریت دستی سرورها زمان‌بر و پرخطا شده است.
• به مقیاس‌دهی خودکار نیاز وجود دارد.

مهاجرت به Kubernetes نباید صرفا به دلیل محبوبیت این فناوری انجام شود. اگر نیاز واقعی وجود نداشته باشد، هزینه زیرساخت، مانیتورینگ، امنیت و نیروی متخصص بیشتر از ارزش ایجادشده خواهد بود. برای ارزیابی دقیق‌تر این مرحله، مقاله «چه زمانی زیرساخت شما به معماری کلاستر کوبرنتیز نیاز پیدا می‌کند؟» را مطالعه کنید.

استفاده هم زمان از Docker و Kubernetes

یکی از رایج ترین الگوها این است که توسعه دهندگان برای ساخت و آزمایش اپلیکیشن از Docker استفاده کنند و نسخه نهایی را روی یک کلاستر Kubernetes اجرا کنند.

چرخه کار می‌تواند به این شکل باشد:

1. توسعه دهنده برای هر سرویس یک Dockerfile ایجاد می‌کند.
2. Image اپلیکیشن ساخته و آزمایش می‌شود.
3. Image در یک Container Registry قرار می‌گیرد.
4. Kubernetes آن Image را دریافت و در قالب Pod اجرا می‌کند.
5. Deployment تعداد نمونه‌ها و شیوه به‌روزرسانی را مدیریت می‌کند.
6. Service دسترسی پایدار به Pod ها را فراهم می‌کند.

Docker یا Kubernetes؛ کدام را انتخاب کنیم؟

انتخاب میان Docker و Kubernetes یک تصمیم صفر و یک نیست. تقریبا هر پروژه‌ای که از Kubernetes استفاده می‌کند، ابتدا باید اپلیکیشن‌های خود را به شکل Image کانتینری بسته بندی کند. برای پروژه های کوچک، Docker راه‌حلی سریع‌تر، ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر است. برای زیرساخت‌های توزیع شده و سرویس‌هایی که به مقیاس پذیری، استقرار خودکار و بازیابی بهتر نیاز دارند، Kubernetes امکانات پیشرفته‌تری ارائه می‌دهد. بهترین مسیر این است که زیرساخت با Docker شروع شود و تنها زمانی به Kubernetes منتقل شود که پیچیدگی و مقیاس پروژه، این مهاجرت را توجیه کند.

داکر و کوبرنتیز رقیب یکدیگر نیستند. Docker برای ساخت و اجرای کانتینرها استفاده می‌شود و Kubernetes مدیریت این کانتینرها را در یک زیرساخت چندنودی و توزیع شده برعهده می‌گیرد. Docker برای پروژه‌های کوچک و متوسط، محیط توسعه و استقرارهای ساده مناسب‌تر است. Kubernetes زمانی ارزش ایجاد می‌کند که تعداد سرویس‌ها افزایش یافته، ترافیک متغیر شده یا نیاز به مقیاس پذیری و دسترس‌پذیری بالاتری وجود داشته باشد.

انتخاب نادرست Kubernetes برای یک پروژه ساده می‌تواند پیچیدگی غیرضروری ایجاد کند؛ همان‌طور که استفاده از Docker بدون سیستم ارکستریشن در یک زیرساخت بزرگ می‌تواند مدیریت سرویس‌ها را دشوار و پرریسک سازد.

زیرساخت کانتینری خود را با ویراک کلود توسعه دهید

چه برای اجرای کانتینرهای Docker به سرور ابری نیاز داشته باشید و چه بخواهید زیرساخت خود را به یک کلاستر Kubernetes مقیاس‌پذیر منتقل کنید، ویراک کلود بستر لازم برای توسعه و مدیریت منابع ابری را در اختیار شما قرار می‌دهد. برای بررسی معماری پروژه، انتخاب منابع مناسب و راه‌اندازی کلاستر کوبرنتیز مدیریت شده، با کارشناسان ویراک کلود در ارتباط باشید.