تفاوت Docker و Kubernetes در نقش آنهاست: Docker برای ساخت ایمیج و اجرای کانتینر استفاده می شود؛ Kubernetes استقرار، توزیع و مدیریت برنامه های کانتینری را در یک کلاستر هماهنگ می کند. این دو لزوما جایگزین هم نیستند؛ می توان ایمیج را با Docker ساخت و آن را در Kubernetes اجرا کرد، بدون اینکه Docker Engine روی نودهای کلاستر نصب باشد.
برای اجرای چند سرویس روی یک میزبان، Docker و Compose ممکن است کافی باشند. وقتی مدیریت متمرکز چند نود، بازیابی سرویس و سیاست های استقرار اهمیت پیدا می کند، باید گزینه های ارکستریشن مانند Kubernetes یا Docker Swarm را بر اساس نیاز پروژه مقایسه کرد.
در ادامه، تفاوت داکر و کوبرنتیز، جایگاه Swarm، محدودیت ها و معیارهای انتخاب هر راهکار را بررسی می کنیم.
Docker چیست؟
Docker یک پلتفرم متن باز برای ایجاد، بسته بندی، توزیع و اجرای نرم افزارها در قالب کانتینر است. این فناوری به توسعه دهندگان کمک می کند تا برنامه را همراه با تمام وابستگی های مورد نیاز، کتابخانه ها، تنظیمات و فایل های اجرایی در قالب یک Image آماده کنند. این بسته بندی تفاوت وابستگی های برنامه میان محیط ها را کاهش می دهد، اما سازگاری معماری پردازنده، هسته سیستم عامل و تنظیمات محیط همچنان باید بررسی شود.
پیش از ظهور Docker، یکی از مشکلات رایج در پروژه های نرم افزاری، تفاوت میان محیط توسعه، تست و سرور اصلی بود. ممکن بود برنامه روی سیستم برنامه نویس بدون مشکل اجرا شود، اما هنگام انتقال به سرور با خطاهای مختلفی مواجه شود. Docker این مشکل را تا حد زیادی برطرف کرده است.
استفاده از Docker مزایای متعددی دارد که از مهم ترین آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- راه اندازی سریع سرویس ها
- کاهش وابستگی به سیستم عامل میزبان
- مصرف منابع کمتر نسبت به ماشین های مجازی
- ساده تر شدن فرایند استقرار نرم افزار
- قابلیت حمل آسان بین محیط های مختلف
مصرف منابع کمتر فقط یکی از تفاوت های کانتینر با ماشین مجازی است. برای بررسی دقیق معماری، سیستم عامل، سرعت راه اندازی، امنیت و کاربردهای هر روش، مقاله تفاوت ماشین مجازی و کانتینر را مطالعه کنید.
به همین دلیل، Docker امروزه در بسیاری از پروژه های کوچک، متوسط و حتی سازمانی به یکی از ابزارهای اصلی توسعه و استقرار نرم افزار تبدیل شده است.
اگر سازمان شما به دنبال راه اندازی یا بهینه سازی زیرساخت مبتنی بر کانتینر است، استفاده از خدمات Docker سربروس می تواند فرایند پیاده سازی و مدیریت این فناوری را ساده تر و مطمئن تر کند.
برای آشنایی بیشتر با قابلیت ها و راهنمای نصب Docker می توانید مستندات رسمی Docker را مطالعه کنید.
Kubernetes چیست؟
Docker Engine در حالت مستقل، زمان بندی و مدیریت متمرکز کانتینرها روی چند نود را انجام نمی دهد. برای این نیاز، راهکارهای ارکستریشن مانند Kubernetes و Docker Swarm مطرح می شوند.
Kubernetes یک پلتفرم متن باز برای مدیریت، هماهنگ سازی (Orchestration) و خودکارسازی اجرای کانتینرها است. این فناوری که ابتدا توسط گوگل توسعه داده شد، امروزه به استاندارد اصلی مدیریت زیرساخت های کانتینری در سازمان های بزرگ تبدیل شده است.
اگر می خواهید با معماری، اجزای اصلی، نحوه کار و کاربردهای Kubernetes بیشتر آشنا شوید، مقاله «کوبرنتیز چیست؟» را مطالعه کنید.
مهم ترین قابلیت های Kubernetes عبارت اند از:
- مدیریت تعداد زیادی کانتینر
- مقیاس پذیری خودکار (Auto Scaling)
- بازیابی خودکار سرویس ها (Self Healing)
- توزیع بار (Load Balancing)
- انتشار تدریجی نسخه ها (Rolling Update)
به همین دلیل، بسیاری از کسب و کارهایی که سرویس های پرترافیک یا زیرساخت های بزرگ دارند، از Kubernetes برای مدیریت کانتینرهای خود استفاده می کنند.
اگر قصد پیاده سازی یک زیرساخت مقیاس پذیر و پایدار را دارید، صفحه خدمات Kubernetes سربروس اطلاعات بیشتری درباره نحوه استقرار، مدیریت و پشتیبانی این فناوری ارائه می دهد.
همچنین برای مطالعه مستندات کامل Kubernetes می توانید به مستندات رسمی Kubernetes مراجعه کنید.
چرا Docker و Kubernetes با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند؟
نام Docker گاهی به کل مجموعه ابزارهای آن و گاهی فقط به Docker Engine در حالت مستقل اشاره دارد. این تفاوت مهم است: اجرای مستقل کانتینر، ساخت ایمیج و مدیریت یک کلاستر سه کار متفاوت هستند.
در این مقاله، مقایسه اصلی میان Docker در حالت مستقل و Kubernetes است. برای مقایسه دو راهکار ارکستریشن، بخش Docker Swarm و Kubernetes را ببینید.
جایگاه Docker Swarm در مقایسه Docker و Kubernetes چیست؟
Docker و Kubernetes دقیقا ابزارهای هم سطحی نیستند. Docker بیشتر برای ساخت، بسته بندی و اجرای کانتینرها استفاده می شود، اما Kubernetes یک پلتفرم ارکستریشن کانتینر است که مدیریت، توزیع و مقیاس بندی کانتینرها را در یک کلاستر انجام می دهد.
اگر هدف، مقایسه دو ابزار ارکستریشن کانتینر باشد، مقایسه Docker Swarm و Kubernetes از نظر فنی دقیق تر است. Docker Swarm قابلیت داخلی Docker Engine برای ایجاد کلاستر و مدیریت کانتینرها روی چند سرور است. در معماری Swarm، سرورها به دو گروه Manager و Worker تقسیم می شوند و سرویس ها به صورت خودکار میان Nodeهای کلاستر توزیع می شوند.
Docker Swarm امکاناتی مانند مدیریت چند سرور، اجرای چند Replica از یک سرویس، توزیع بار داخلی، جایگزینی خودکار Taskهای ناموفق و Rolling Update را ارائه می دهد. به همین دلیل، استفاده از Docker فقط به اجرای مستقل کانتینرها روی یک سرور محدود نمی شود و با فعال کردن Swarm Mode می توان یک زیرساخت کانتینری چند سروری ایجاد کرد. این قابلیت ها در مستندات رسمی Docker Swarm نیز توضیح داده شده اند.
تفاوت اصلی این است که Docker Swarm راه اندازی ساده تر و ساختار سبک تری دارد، در حالی که Kubernetes امکانات گسترده تری برای مدیریت زیرساخت های پیچیده، مقیاس پذیری، شبکه، ذخیره سازی، کنترل دسترسی و توسعه سرویس های سازمانی ارائه می دهد.
| معیار | Docker Swarm | Kubernetes |
|---|---|---|
| کاربرد اصلی | ارکستریشن کانتینرهای Docker | ارکستریشن انواع کانتینرهای سازگار |
| راه اندازی | ساده و سریع | پیچیده تر و تخصصی تر |
| ساختار کلاستر | Manager و Worker | Control Plane و Worker Node |
| مقیاس پذیری | مناسب پروژه های کوچک و متوسط | مناسب پروژه های متوسط، بزرگ و پیچیده |
| توزیع بار | داخلی و ساده | پیشرفته و قابل توسعه |
| بازیابی خودکار سرویس | دارد | دارد و امکانات گسترده تری ارائه می دهد |
| Rolling Update | دارد | دارد و کنترل دقیق تری ارائه می دهد |
| اکوسیستم و افزونه ها | محدودتر | بسیار گسترده تر |
| پیچیدگی نگهداری | کمتر | بیشتر |
| مناسب برای | کلاسترهای ساده و تیم های کوچک تر | زیرساخت های سازمانی و سرویس های گسترده |
در Swarm نیز امکانات مدیریت سرویس، حفظ تعداد Taskها و انتشار تدریجی وجود دارد. برای جزئیات، مستندات سرویس ها در Docker Swarm را ببینید.
تفاوت Docker و Kubernetes در یک نگاه
جدول زیر، Docker در حالت مستقل را با Kubernetes مقایسه می کند. امکانات Swarm در این ستون منظور نشده اند. همچنین ساخت ایمیج با Docker به معنای وابستگی Kubernetes به Docker Engine نیست.
جدول مقایسه Docker و Kubernetes
| معیار | داکر در حالت مستقل | کوبرنتیز |
|---|---|---|
| کاربرد اصلی | ساخت و اجرای کانتینرها | مدیریت و هماهنگ سازی کانتینرها |
| مناسب برای | پروژه های کوچک و زیرساخت های ساده | پروژه های متوسط، بزرگ و پیچیده |
| نصب و راه اندازی | ساده و سریع | پیچیده تر و تخصصی تر |
| مقیاس پذیری | عمدتا دستی و محدود | با پیکربندی HPA، متریک مناسب و ظرفیت کافی |
| مدیریت چند سرور | مدیریت متمرکز داخلی ندارد | دارد |
| بازیابی خودکار | محدود به راه اندازی مجدد کانتینر | پیشرفته و مبتنی بر وضعیت مطلوب |
| توزیع بار | به ابزار جداگانه نیاز دارد | امکانات داخلی و قابل توسعه دارد |
| انتشار تدریجی | به تنظیمات و ابزارهای مکمل نیاز دارد | با تنظیم Replica، آمادگی برنامه و سیاست انتشار؛ بدون تضمین نبود قطعی |
| مصرف منابع | کمتر | بیشتر |
| یادگیری | ساده تر | پیچیده تر |
Docker و Kubernetes چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟
با وجود اینکه هر دو فناوری در حوزه کانتینرها استفاده می شوند، اما اهداف کاملا متفاوتی دارند. در ادامه، مهم ترین تفاوت های آن ها را بررسی می کنیم.
تفاوت از نظر هدف
Docker برای ساخت ایمیج، بسته بندی وابستگی های برنامه و اجرای کانتینرها به کار می رود. ایمیج یکسان می تواند اختلاف محیط ها را کاهش دهد؛ با این حال، معماری پردازنده، هسته سیستم عامل، تنظیمات و سرویس های بیرونی همچنان بر اجرا اثر دارند.
Kubernetes وضعیت مطلوب برنامه را از طریق منابعی مانند Deployment تعریف می کند و با زمان بندی Podها روی نودها، تعداد Replicaها و روند استقرار را مدیریت می کند.
تفاوت از نظر مقیاس پذیری
در Docker مستقل، تعداد کانتینرها معمولا با دستورها یا ابزارهای مکمل مدیریت می شود. Docker Swarm نیز امکان تنظیم تعداد Replicaهای یک سرویس را دارد.
در Kubernetes، افزایش یا کاهش خودکار Replicaها نیازمند پیکربندی Horizontal Pod Autoscaler یا HPA و فراهم بودن متریک های مورد نیاز است. HPA می تواند بر اساس مصرف CPU، حافظه یا متریک های سفارشی تصمیم بگیرد؛ رشد ترافیک به تنهایی و بدون این تنظیمات باعث افزایش خودکار Podها نمی شود.
افزایش Replicaها با افزایش تعداد نودها یکسان نیست. ظرفیت کلاستر باید کافی باشد و مقیاس بندی نودها، در صورت نیاز، جداگانه تنظیم شود. جزئیات در مستندات رسمی HPA آمده است.
تفاوت از نظر مدیریت زیرساخت
Docker در حالت مستقل، کلاستر چند نودی را به صورت متمرکز مدیریت نمی کند؛ برای این کار می توان از Docker Swarm یا راهکار دیگری برای ارکستریشن استفاده کرد.
Kubernetes برای زمان بندی Podها، مدیریت منابع پردازنده و حافظه، بررسی آمادگی سرویس ها و حفظ تعداد Replicaهای تعریف شده امکاناتی ارائه می دهد. شبکه، ذخیره سازی، دسترسی ها و مانیتورینگ نیز به طراحی و تنظیم متناسب با محیط نیاز دارند.
انتخاب و پیکربندی این اجزا بخشی از خدمات DevOps است و صرف نصب Kubernetes جایگزین طراحی زیرساخت نمی شود.
تفاوت از نظر به روز رسانی نرم افزار
هنگام اجرای مستقل کانتینرها با Docker، به روز رسانی نسخه برنامه معمولا به تنظیمات دستی یا ابزارهای مکمل نیاز دارد. با این حال، Docker Swarm مانند Kubernetes از Rolling Update برای به روز رسانی تدریجی سرویس ها پشتیبانی می کند؛ هرچند Kubernetes کنترل ها و امکانات گسترده تری برای مدیریت فرایند استقرار ارائه می دهد.
این قابلیت یکی از دلایل اصلی استفاده از Kubernetes در پروژه های سازمانی است.
تفاوت از نظر بازیابی خودکار
فرض کنید یکی از کانتینرهای یک سرویس به دلیل خطای نرم افزاری متوقف شود.
در اجرای مستقل Docker می توان با Restart Policy کانتینر متوقف شده را دوباره اجرا کرد. در Docker Swarm نیز اگر یک Task از کار بیفتد، Swarm برای حفظ وضعیت مطلوب سرویس، Task جایگزین ایجاد می کند. Kubernetes این مفهوم را در سطح گسترده تر و با کنترل های پیشرفته تری برای Podها، Deploymentها و Nodeهای کلاستر اجرا می کند.
تفاوت از نظر پیچیدگی
Docker یکی از ساده ترین ابزارهای حوزه کانتینرها محسوب می شود و یادگیری آن برای توسعه دهندگان نسبتا سریع است.
در مقابل، Kubernetes به دلیل مفاهیمی مانند Pod، Deployment، Service، Namespace، Ingress و Cluster ساختار پیچیده تری دارد و برای پیاده سازی صحیح آن معمولا به دانش تخصصی بیشتری نیاز است.
اگر قصد پیاده سازی Kubernetes در زیرساخت سازمان خود را دارید، استفاده از خدمات Kubernetes سربروس می تواند فرایند طراحی، استقرار و مدیریت کلاسترها را ساده تر و مطمئن تر کند.
آیا Docker و Kubernetes جایگزین یکدیگر هستند؟
Docker Engine و Kubernetes نقش یکسانی ندارند. Kubernetes ابزار ساخت ایمیج نیست و استفاده از آن نیز الزام به ساخت ایمیج با Docker ایجاد نمی کند. اگر موضوع انتخاب ابزار مدیریت کلاستر باشد، مقایسه Kubernetes با Docker Swarm دقیق تر است.
چه زمانی Docker انتخاب مناسب تری است؟
وقتی برنامه روی یک میزبان اجرا می شود و به زمان بندی خودکار میان چند نود نیاز ندارد، Docker همراه با Compose می تواند گزینه مناسبی برای توسعه، تست و برخی استقرارهای عملیاتی باشد. امنیت، ذخیره سازی پایدار، بکاپ و مانیتورینگ همچنان باید طراحی شوند.
کوچک بودن پروژه به تنهایی انتخاب ابزار را مشخص نمی کند. اگر سرویس باید پس از خرابی یک میزبان روی میزبان دیگری اجرا شود، نیاز به ارکستریشن و معماری بازیابی را جداگانه بررسی کنید.
برای بررسی پیاده سازی و مدیریت این محیط ها، صفحه خدمات Docker سربروس را ببینید.
چه زمانی Kubernetes انتخاب بهتری است؟
با رشد یک نرم افزار، معمولا تعداد سرویس ها، کاربران و کانتینرها نیز افزایش پیدا می کند. در چنین شرایطی مدیریت دستی کانتینرها دشوار و زمان بر خواهد شد.
Kubernetes دقیقا برای چنین سناریوهایی طراحی شده است. این پلتفرم می تواند صدها یا حتی هزاران کانتینر را روی چندین سرور مدیریت کند و بسیاری از فرایندهای مدیریتی را به صورت خودکار انجام دهد.
البته همه پروژه ها به Kubernetes نیاز ندارند و انتخاب این فناوری به عواملی مانند اندازه زیرساخت، تعداد سرویس ها، میزان ترافیک و برنامه رشد کسب و کار بستگی دارد. اگر می خواهید بدانید Kubernetes برای چه کسب و کارهایی مناسب است و در چه شرایطی بهترین انتخاب محسوب می شود، این مقاله را مطالعه کنید.
استفاده از Kubernetes در شرایط زیر توصیه می شود:
- تعداد زیاد کانتینرها
- اجرای سرویس روی چندین سرور
- نیاز به مقیاس پذیری خودکار
- نیاز به دسترس پذیری بالا (High Availability)
- مدیریت چندین Microservice
- انتشار تدریجی با هدف کاهش اختلال
- مدیریت زیرساخت های Cloud
انتشار تدریجی در Kubernetes تضمین نبود قطعی نیست. تعداد Replicaها، readiness probe، تنظیمات maxUnavailable و maxSurge، ظرفیت کلاستر و رفتار برنامه هنگام توقف باید متناسب با سرویس تنظیم شوند. مستندات Deployment جزئیات این تنظیمات را توضیح می دهد.
اگر کسب و کار شما در حال رشد است و زیرساخت فعلی پاسخگوی نیازهای آینده نیست، استفاده از خدمات Kubernetes سربروس می تواند مسیر توسعه زیرساخت را ساده تر و مطمئن تر کند.
آیا Docker و Kubernetes در کنار هم استفاده می شوند؟
یکی از مسیرهای رایج استفاده همزمان از این ابزارها چنین است:
- ایمیج برنامه با Docker ساخته می شود.
- ایمیج در یک Registry قرار می گیرد.
- Kubernetes بر اساس تنظیمات Deployment، Podهای برنامه را ایجاد می کند؛ اجرای کانتینر را Runtime سازگار با CRI مانند containerd یا CRI-O انجام می دهد.
- کنترلرها وضعیت واقعی را با وضعیت مطلوب تطبیق می دهند. راه اندازی مجدد کانتینر و ایجاد Pod جایگزین به نوع خطا، کنترلر و تنظیمات سلامت بستگی دارد.
- در صورت تنظیم HPA و فراهم بودن متریک و ظرفیت، تعداد Replicaها می تواند خودکار تغییر کند.
آیا Kubernetes بدون Docker کار می کند؟
بله. Kubernetes برای اجرای کانتینرها به Docker Engine وابسته نیست و از Runtimeهای سازگار با Container Runtime Interface مانند containerd و CRI-O استفاده می کند.
با این حال، تیم های توسعه همچنان می توانند با Docker ایمیج برنامه را بسازند و همان ایمیج سازگار با استاندارد OCI را در Kubernetes اجرا کنند. بنابراین، حذف وابستگی Kubernetes به Docker Engine به این معنا نیست که دیگر نمی توان از Docker در فرایند توسعه و ساخت ایمیج استفاده کرد.
اشتباهات رایج هنگام انتخاب Docker یا Kubernetes
در زمان انتخاب بین Docker و Kubernetes، برخی تصمیم های نادرست می توانند باعث افزایش هزینه، پیچیدگی و کاهش بهره وری شوند.
رایج ترین اشتباهات عبارت اند از:
- استفاده از Kubernetes برای پروژه های بسیار کوچک
- مدیریت دستی تعداد زیادی کانتینر با Docker
- نداشتن استراتژی مناسب برای مقیاس پذیری
- نبود سیستم مانیتورینگ و لاگینگ
- نداشتن فرایند CI/CD برای استقرار نرم افزار. اگر می خواهید بدانید CI/CD چیست و چگونه مراحل Build، Test و Deployment را خودکار می کند، این مقاله را مطالعه کنید.
- استفاده از Kubernetes بدون طراحی صحیح زیرساخت
به همین دلیل، پیش از انتخاب هر فناوری بهتر است نیازهای واقعی پروژه، میزان رشد آینده و منابع سخت افزاری بررسی شوند.
اگر علاوه بر Docker و Kubernetes قصد خودکارسازی فرایند استقرار نرم افزار را نیز دارید، مطالعه صفحه خدمات CI/CD می تواند دید بهتری نسبت به زیرساخت های مدرن DevOps در اختیار شما قرار دهد.
جمع بندی؛ Docker یا Kubernetes، کدام انتخاب بهتری است؟
برای توسعه، تست یا اجرای سرویس ها روی یک میزبان، ابتدا بررسی کنید آیا Docker و Compose نیازهای پروژه را پوشش می دهند. برای مدیریت کلاستر، سیاست های استقرار و توسعه پذیری بیشتر، Kubernetes و Swarm را با توجه به نیازهای عملیاتی و توان تیم ارزیابی کنید.
معیار تصمیم فقط تعداد کانتینرها یا اندازه کسب و کار نیست؛ نیاز به بازیابی، نحوه نگهداری داده، ظرفیت زیرساخت، امنیت و هزینه بهره برداری نیز تعیین کننده اند. Kubernetes به Docker Engine وابسته نیست، اما می تواند ایمیج های ساخته شده با Docker را اجرا کند.
برای محاسبه هزینه اجرای اولیه، پشتیبانی و منابع جانبی در انتخاب معماری، روش برآورد قیمت خدمات DevOps را ببینید.
سوالات متداول
آیا Kubernetes جایگزین Docker شده است؟
خیر. Kubernetes جایگزین Docker نیست. Docker برای ساخت و اجرای کانتینرها استفاده می شود، در حالی که Kubernetes وظیفه مدیریت و هماهنگ سازی تعداد زیادی کانتینر را بر عهده دارد. این دو فناوری در بسیاری از پروژه ها در کنار یکدیگر استفاده می شوند.
آیا برای پروژه های کوچک به Kubernetes نیاز داریم؟
الزاما خیر. برای یک میزبان و سرویس هایی با نیاز عملیاتی ساده، Docker و Compose ممکن است کافی باشند. نیاز به بازیابی روی نود دیگر، سیاست های انتشار و توان نگهداری تیم از اندازه پروژه مهم تر است.
آیا Docker بدون Kubernetes قابل استفاده است؟
بله. بسیاری از توسعه دهندگان و شرکت ها تنها از Docker برای توسعه، تست و استقرار نرم افزار استفاده می کنند و هیچ نیازی به Kubernetes ندارند.
یادگیری Docker آسان تر است یا Kubernetes؟
Docker به دلیل ساختار ساده تر، معمولا سریع تر یاد گرفته می شود. Kubernetes مفاهیم بیشتری مانند Pod، Deployment، Service، Ingress و Cluster را شامل می شود و برای یادگیری و پیاده سازی به تجربه بیشتری نیاز دارد.
آیا Kubernetes بدون Docker کار می کند؟
بله. Kubernetes از Runtimeهای سازگار با CRI مانند containerd و CRI-O استفاده می کند و به Docker Engine وابسته نیست. ایمیج ساخته شده با Docker را می توان در یک محیط Kubernetes سازگار اجرا کرد.
برای انتخاب و پیاده سازی Docker یا Kubernetes به مشاوره نیاز دارید؟
انتخاب ابزار مناسب تنها بخشی از مسیر است. طراحی صحیح زیرساخت، استقرار اصولی سرویس ها، پیاده سازی فرایندهای DevOps و نگهداری مستمر نقش مهمی در پایداری و عملکرد سیستم دارند.
در سربروس، خدمات Docker و Kubernetes متناسب با نیاز هر پروژه ارائه می شوند؛ از راه اندازی اولیه و مهاجرت زیرساخت گرفته تا مدیریت، مانیتورینگ، بهینه سازی و پشتیبانی مستمر.
اگر قصد دارید زیرساختی پایدار، مقیاس پذیر و آماده رشد داشته باشید، می توانید برای دریافت مشاوره تخصصی با تیم سربروس در ارتباط باشید.
