Docker Kubernetes: как они связаны и что выбрать для своего проекта

Docker и Kubernetes работают в паре, на разных этажах одной контейнерной технологии. Контейнер это изолированно запущенное приложение со своими зависимостями, образ это его упакованный шаблон. Docker даёт среду и инструменты для контейнеров: собирает образы, запускает и перезапускает контейнеры на одной машине, столько, сколько помещается в её память. Kubernetes оркестрирует нагрузки на группе машин: распределяет контейнеры по серверам, пересоздаёт после сбоя, добавляет копии под нагрузку, обновляет без остановки. Путь образа такой: собрали инструментами Docker, положили в реестр, хранилище образов, дальше им распоряжается Kubernetes.

Вопрос «Docker или Kubernetes» на собеседованиях и в поиске встречается постоянно. Сама его постановка выдаёт путаницу. Выбирать между ними приходится редко. Выбирают другое: хватает ли проекту контейнеров на одной машине или пора поднимать оркестратор на группе серверов.

Путаницу подогревают вакансии, где оба слова стоят через запятую. В вакансии Docker и Kubernetes означают два навыка одной профессии, а в проекте две ступени одной системы, которые осваиваются по очереди.

Как они работают вместе

1. Образ собирается. В образ попадает приложение со всеми зависимостями, поэтому он одинаково запускается на ноутбуке разработчика и на сервере, если совпадают архитектура процессора и семейство ОС (Linux-образ работает на Linux-ядре, на ноутбуке с macOS или Windows его запускает виртуальная машина Docker Desktop). Собирает его Docker или другой сборщик, формат образов стандартизирован (OCI), те же образы собирают Buildah, BuildKit, Podman и другие инструменты.

2. Образ уезжает в реестр. В кластер VK Cloud (группу серверов под управлением Kubernetes) ставится аддон Docker Registry, дополнительный компонент кластера (установка), после установки у кластера появляется собственный реестр образов. Вход через docker login, а кластеру через kubectl, консольную утилиту управления кластером, создаётся секрет командой kubectl create secret docker-registry (инструкция). Секрет это объект Kubernetes для паролей и ключей.

3. Kubernetes запускает копии. Объект Deployment задаёт, какой образ и сколько копий держать, образ из реестра на узел (сервер кластера) скачивает среда выполнения контейнеров по команде агента kubelet, а при обновлении версии копии заменяются по очереди (официальная документация).

На схеме ниже конвейер из трёх звеньев: ноутбук разработчика с docker build, реестр образов, кластер Kubernetes с копиями приложения на нескольких узлах.

Что выбрать

1. Один или несколько сервисов на одной машине, простой на время остановки старого контейнера и запуска нового терпим: достаточно Docker, оркестратор здесь лишний слой.

2. Сервисы разложены по нескольким машинам, обновления без остановки, нагрузка растёт и снижается: Kubernetes, ради этих задач он и создан.

3. Kubernetes нужен, а администрировать мастер-узлы, серверы, которые управляют кластером, некому: управляемый кластер VK Cloud в сервисе Managed Containers, где их обслуживает облако (создание кластера в VK Cloud).

Путь проекта по этим двум инструментам

1. Старт с Docker. Один сервер, образ собирается на ноутбуке, контейнер запускается на сервере. Для учебного проекта, прототипа и сервиса на один сервер этого хватает, пока не сработал один из сигналов из третьего пункта.

2. Шаг к Docker Compose. Сервисов стало несколько, и Compose поднимает весь набор одной командой на той же машине. Упавший контейнер Docker перезапустит сам, если задана политика перезапуска. Границы остаются прежними. Машина одна, при её недоступности переносить контейнеры некуда, а обновление идёт с коротким простоем.

3. Сигналы к переезду. Релизы откладываются из страха простоя, недоступность сервера останавливает всё сразу, появился второй сервер с ручной синхронизацией между машинами. Любой из трёх сигналов означает, что проект перерос одну машину.

4. Переезд в Kubernetes. Образы остаются прежними, меняется слой управления: Deployment вместо запуска руками, реестр кластера вместо копирования образов по серверам, обновления поочерёдной заменой копий. Управляемый кластер в VK Cloud снимает с команды ещё и обслуживание мастер-узлов (создание кластера).

Короче говоря для заметки:

1. Docker отвечает за образы и контейнеры на одной машине, Kubernetes за оркестрацию нагрузок на группе машин.

2. Связывает их реестр: Docker кладёт образы туда, Kubernetes оттуда забирает.

3. Выбор по росту: начали с Docker, переросли одну машину, переехали в управляемый Kubernetes.