Ku­ber­ne­tes vs. Docker

O Docker é uma pla­ta­forma para a con­tai­ne­ri­za­ção de apli­ca­ções, enquanto o Ku­ber­ne­tes é um sistema de or­ques­tra­ção que gerencia e escala vários con­têi­ne­res Docker. Assim, o Docker permite criar, empacotar e executar apli­ca­ções em con­têi­ne­res, enquanto o Ku­ber­ne­tes garante que esses con­têi­ne­res sejam dis­po­ni­bi­li­za­dos e or­ga­ni­za­dos de forma au­to­ma­ti­zada.

Di­fe­ren­ças entre Ku­ber­ne­tes e Docker

O Docker causou uma pequena revolução com o de­sen­vol­vi­mento da tec­no­lo­gia de con­têi­ne­res. Para o trabalho no de­sen­vol­vi­mento de software, a vir­tu­a­li­za­ção com pacotes autônomos (os con­têi­ne­res) traz novas pos­si­bi­li­da­des. Isso permite que de­sen­vol­ve­do­res agrupem fa­cil­mente apli­ca­ções e suas de­pen­dên­cias em con­têi­ne­res, ga­ran­tindo que a vir­tu­a­li­za­ção ocorra no nível de processo. Embora existam várias al­ter­na­ti­vas ao Docker, a solução open source Docker continua sendo a pla­ta­forma mais popular para criação de con­têi­ne­res.

O Ku­ber­ne­tes é, por outro lado, uma aplicação de or­ques­tra­ção (ou seja, ge­ren­ci­a­mento) de con­têi­ne­res; o programa em si não cria os con­têi­ne­res. Esse software de or­ques­tra­ção utiliza fer­ra­men­tas de con­têi­ne­res já exis­ten­tes e as integra ao seu próprio fluxo de trabalho. Assim, é possível integrar fa­cil­mente os con­têi­ne­res criados com Docker ao Ku­ber­ne­tes. Em seguida, a or­ques­tra­ção é usada para gerenciar, escalar e mover os con­têi­ne­res. O Ku­ber­ne­tes garante, portanto, que tudo funcione como esperado, também ofe­re­cendo recriação au­to­má­tica dos con­têi­ne­res caso um nó falhe.

Áreas de aplicação do Ku­ber­ne­tes e do Docker

Ao comparar o Ku­ber­ne­tes e o Docker, percebe-se que as duas fer­ra­men­tas têm áreas de aplicação distintas, mas trabalham juntas de forma com­ple­men­tar. Para entender melhor as di­fe­ren­tes funções do Docker e do Ku­ber­ne­tes, vejamos um exemplo:

A maioria das apli­ca­ções atuais é or­ga­ni­zada em ar­qui­te­tu­ras de mi­cros­ser­vi­ços, já que esse estilo ar­qui­tetô­nico permite uma melhor es­ca­la­bi­li­dade, fle­xi­bi­li­dade e fa­ci­li­dade de ma­nu­ten­ção, ao dividir sistemas complexos em serviços menores e in­de­pen­den­tes.

Passo 1: Programar mi­cros­ser­vi­ços e criar con­têi­ne­res

Na primeira etapa, a aplicação precisa ser pro­gra­mada; para isso, a equipe de­sen­volve os diversos mi­cros­ser­vi­ços que compõem o apli­ca­tivo. Cada mi­cros­ser­viço é escrito como uma unidade in­de­pen­dente e possui uma API definida para co­mu­ni­ca­ção com os outros serviços. Assim que o de­sen­vol­vi­mento de um mi­cros­ser­viço é concluído, ele é con­têi­ne­ri­zado com Docker. O Docker permite empacotar os mi­cros­ser­vi­ços em pequenos con­têi­ne­res isolados, contendo todas as de­pen­dên­cias e con­fi­gu­ra­ções ne­ces­sá­rias. Esses con­têi­ne­res podem então ser exe­cu­ta­dos em qualquer ambiente, sem problemas causados por di­fe­ren­tes con­fi­gu­ra­ções de sistema.

Passo 2: Con­fi­gu­rar or­ques­tra­ção com o Ku­ber­ne­tes

Depois que os mi­cros­ser­vi­ços são con­têi­ne­ri­za­dos com sucesso, entra em cena o Ku­ber­ne­tes. A próxima etapa é a criação de arquivos de con­fi­gu­ra­ção do Ku­ber­ne­tes, que definem como os con­têi­ne­res (chamados de pods no vo­ca­bu­lá­rio do Ku­ber­ne­tes) devem ser im­plan­ta­dos em di­fe­ren­tes ser­vi­do­res. Esses arquivos contêm, entre outras in­for­ma­ções, quantas ins­tân­cias de de­ter­mi­nado pod devem ser exe­cu­ta­das, quais con­fi­gu­ra­ções de rede são ne­ces­sá­rias e como ocorre a co­mu­ni­ca­ção entre os mi­cros­ser­vi­ços.

O Ku­ber­ne­tes assume a gestão au­to­má­tica desses con­têi­ne­res. Se um mi­cros­ser­viço falhar ou um contêiner travar, o Ku­ber­ne­tes garante que ele seja rei­ni­ci­ado au­to­ma­ti­ca­mente, as­se­gu­rando que a aplicação continue fun­ci­o­nando sem in­ter­rup­ções. Além disso, o Ku­ber­ne­tes pode atuar como um ba­lan­ce­a­dor de carga, dis­tri­buindo os con­têi­ne­res entre diversos ser­vi­do­res para melhor de­sem­pe­nho e es­ca­la­bi­li­dade. Caso o tráfego aumente, o Ku­ber­ne­tes pode iniciar au­to­ma­ti­ca­mente novos pods.

Passo 3: Atu­a­li­za­ções

O Ku­ber­ne­tes não apenas facilita a im­plan­ta­ção de con­têi­ne­res, mas também a gestão de atu­a­li­za­ções. Quando os de­sen­vol­ve­do­res desejam im­ple­men­tar uma nova versão do código em produção, o Ku­ber­ne­tes pode subs­ti­tuir gra­du­al­mente os con­têi­ne­res pela nova versão, sem tempo de ina­ti­vi­dade. Assim, a aplicação permanece sempre dis­po­ní­vel enquanto novos recursos ou correções são im­ple­men­ta­dos.

Com­pa­ra­ção direta: Ku­ber­ne­tes vs. Docker

Docker Swarm: Al­ter­na­tiva ao Ku­ber­ne­tes

Embora o Ku­ber­ne­tes e o Docker funcionem muito bem juntos, existe um con­cor­rente direto para a or­ques­tra­ção de con­têi­ne­res: o Docker Swarm em com­bi­na­ção com o Docker Compose. O Docker é com­pa­tí­vel com ambas as soluções e até permite alternar entre elas, porém Docker Swarm e Ku­ber­ne­tes não podem ser usados em conjunto. Por isso, de­sen­vol­ve­do­res muitas vezes se deparam com a dúvida: escolher o Ku­ber­ne­tes, muito popular, ou adotar o Swarm, que já faz parte do ecos­sis­tema Docker?

A estrutura dos dois sistemas é bastante se­me­lhante: apenas os nomes de alguns elementos mudam. O objetivo também é o mesmo: gerenciar con­têi­ne­res com efi­ci­ên­cia e garantir o uso otimizado dos recursos por meio de uma es­ca­la­bi­li­dade in­te­li­gente.

O Swarm se destaca na ins­ta­la­ção: como está integrado ao Docker, a transição para o uso de or­ques­tra­ção é simples. Enquanto o Ku­ber­ne­tes exige uma con­fi­gu­ra­ção inicial (que não é muito com­pli­cada), o Swarm já está pronto para uso. E como muitos pro­fis­si­o­nais já utilizam o Docker, não há ne­ces­si­dade de aprender uma fer­ra­menta to­tal­mente nova.

O Ku­ber­ne­tes, por outro lado, se sobressai com uma interface gráfica própria (GUI): o painel da pla­ta­forma permite acom­pa­nhar todos os aspectos do projeto com clareza e ainda realizar diversas ações di­re­ta­mente. Já o Docker Swarm requer fer­ra­men­tas adi­ci­o­nais para pro­por­ci­o­nar esse nível de conforto. O Ku­ber­ne­tes também vence em termos de fun­ci­o­na­li­da­des: tarefas como mo­ni­to­ra­mento e registro de logs estão in­te­gra­das à pla­ta­forma, enquanto o Swarm exige fer­ra­men­tas externas para isso.

No entanto, o maior benefício de ambos está na es­ca­la­bi­li­dade e na garantia de alta dis­po­ni­bi­li­dade. Diz-se que o Docker Swarm tem vantagem em es­ca­la­bi­li­dade pura, devido à menor com­ple­xi­dade do sistema, que o torna mais leve. Em con­tra­par­tida, o Ku­ber­ne­tes realiza uma or­ques­tra­ção au­to­má­tica mais robusta graças à sua ar­qui­te­tura mais elaborada. Ele é capaz de monitorar cons­tan­te­mente o estado dos con­têi­ne­res e tomar medidas imediatas caso algo falhe.

Por outro lado, o Swarm tem melhor de­sem­pe­nho no ba­lan­ce­a­mento de carga: a dis­tri­bui­ção do tráfego entre os con­têi­ne­res acontece de forma nativa e au­to­má­tica. No Ku­ber­ne­tes, isso exige uma etapa adicional: criar um service a partir de um de­ploy­ment para apro­vei­tar o ba­lan­ce­a­mento de carga.