本文將從工程角度深入比較Kubernetes和Docker。首先介紹兩項(xiàng)技術(shù)，然后從性能、部署便捷性、可擴(kuò)展性、安全性以及成本效益等方面比較其特性。

核心要點(diǎn)

• Kubernetes和Docker都在容器化生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要角色，Docker專注于容器創(chuàng)建和管理，而Kubernetes擅長容器編排、可擴(kuò)展性以及維護(hù)分布式系統(tǒng)的一致性。然而，在性能、部署便捷性、可擴(kuò)展性、安全性和成本效益方面，Kubernetes優(yōu)于Docker。
• Docker通過其容器隔離功能提供安全性，但它仍然容易受到內(nèi)核級(jí)潛在漏洞的攻擊。相比之下，Kubernetes提供高級(jí)安全功能，例如基于角色的訪問控制（RBAC）、用于細(xì)粒度訪問控制的網(wǎng)絡(luò)策略以及使用SSL證書的安全通信通道，使其成為更安全的選擇。
• Kubernetes由于其水平Pod自動(dòng)擴(kuò)展功能，可確保高效利用資源，因此更具成本效益。其高級(jí)調(diào)度算法允許在更少的服務(wù)器上運(yùn)行更多應(yīng)用程序。此外，其多云環(huán)境支持降低了供應(yīng)商鎖定風(fēng)險(xiǎn)，因此Kubernetes成為許多組織的首選。

Kubernetes和Docker：它們是什么？

Docker是一個(gè)基于軟件的應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，它提供多種優(yōu)勢(shì)，例如高效的資源利用率和跨平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化。它通過創(chuàng)建獨(dú)立的“容器”來實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)勢(shì)，各個(gè)應(yīng)用程序可以在其中獨(dú)立運(yùn)行，而不會(huì)相互干擾。

相比之下，Kubernetes（也縮寫為K8s）是一個(gè)開源平臺(tái)，用于自動(dòng)化在集群環(huán)境中應(yīng)用程序的部署、擴(kuò)展和操作。K8s在其集群管理活動(dòng)中管理許多任務(wù)，包括節(jié)點(diǎn)之間的負(fù)載均衡、通過復(fù)制確?？捎眯?、自動(dòng)擴(kuò)展Pod、高可用性、自我修復(fù)等等。

除了使用Docker之類的容器鏡像管理部署之外，Kubernetes還允許您通過API管理聲明的工作負(fù)載，同時(shí)提供無縫的自動(dòng)擴(kuò)展功能。

Kubernetes和Docker的性能比較

當(dāng)涉及到哪個(gè)工具在生產(chǎn)環(huán)境中運(yùn)行速度更快時(shí)，實(shí)際上沒有可比性，因?yàn)樗鼈兲幚淼氖遣煌年P(guān)注領(lǐng)域。

除了旨在簡化開發(fā)人員/容器交互之外，它們都提供可移植性、跨平臺(tái)兼容性以及資源利用率的改進(jìn)。但是，多個(gè)測試結(jié)果表明，與Kubernetes相比，Docker的網(wǎng)絡(luò)處理時(shí)間更差，尤其是在高負(fù)載下。

兩種容器技術(shù)的部署便捷性比較

通過Pod部署新服務(wù)有助于保持一致性，并且由于K8s的功能（如“存活性”和“就緒探針”）而執(zhí)行得更有效。

在使用分布式系統(tǒng)中的服務(wù)集群時(shí)，跟蹤一致性、對(duì)不同容器執(zhí)行運(yùn)行狀況檢查至關(guān)重要。在這里，Kubernetes因其強(qiáng)大的服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能而受到好評(píng)，該功能允許您管理跨多個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載均衡，這對(duì)于在沒有故障的情況下實(shí)現(xiàn)高正常運(yùn)行時(shí)間至關(guān)重要。

盡管Docker團(tuán)隊(duì)正在努力開發(fā)Swarm作為Docker鏡像的編排器，但這與它和K8s的部署效率之間實(shí)現(xiàn)的功能奇偶校驗(yàn)相差甚遠(yuǎn)。Kubernetes包含更好的容器網(wǎng)絡(luò)策略（這意味著工作負(fù)載分段）、更好的用于故障排除的集群管理（不僅僅是端口綁定（連接復(fù)雜性降低）），從而為我們提供了具有凝聚力的編排環(huán)境。

關(guān)于可擴(kuò)展性

可擴(kuò)展性也是兩種工具差異很大的另一個(gè)領(lǐng)域。

同樣，這是目的的問題。Docker更側(cè)重于根據(jù)負(fù)載獨(dú)立運(yùn)行每個(gè)任務(wù)通過Swarm模式擴(kuò)展單個(gè)容器，而Kubernetes通過確保新的微服務(wù)在其可用后自動(dòng)注冊(cè)來實(shí)現(xiàn)集群范圍的可擴(kuò)展性，從而提高動(dòng)態(tài)部署的效率。

Kubernetes適合快速發(fā)展的組織，因?yàn)樗谂c通過高級(jí)災(zāi)難/恢復(fù)功能提供的水平自動(dòng)擴(kuò)展相結(jié)合時(shí)的成熟度級(jí)別，稱為StatefulSets。這些確保您的部署保持簡單，同時(shí)觀察所有相關(guān)因素，例如在故障域源外部進(jìn)行的數(shù)據(jù)庫備份，同時(shí)確保在副本內(nèi)的傳輸過程中不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)損壞，并為在性能驅(qū)動(dòng)的請(qǐng)求處理規(guī)模源處服務(wù)的微服務(wù)結(jié)構(gòu)提供重要的指導(dǎo)。

安全比較

從安全的角度比較這兩個(gè)平臺(tái)時(shí)，每個(gè)解決方案的授權(quán)/身份驗(yàn)證方式都不同。

Docker依靠其容器隔離功能來提供安全性，但它仍然容易受到內(nèi)核級(jí)潛在漏洞的攻擊。Kubernetes提供更高級(jí)的功能，例如基于角色的訪問控制（RBAC）和網(wǎng)絡(luò)策略，允許比Docker更細(xì)粒度的訪問控制。Kubernetes還支持使用SSL證書的安全通信通道，這比大多數(shù)Docker TLS連接在Pod到Pod層上的安全性更好，后者缺乏加密功能，并且隨著時(shí)間的推移可能會(huì)增加漏洞。

成本效益比較

雖然這兩個(gè)容器化平臺(tái)都是開源工具，但在企業(yè)級(jí)組織中有效實(shí)施它們時(shí)，會(huì)涉及一些費(fèi)用。

這兩種技術(shù)都需要適當(dāng)?shù)挠布Y源，例如具有擴(kuò)展RAM/SDD內(nèi)存配置的節(jié)點(diǎn)或服務(wù)器（物理和虛擬）。在與微服務(wù)架構(gòu)一起運(yùn)行時(shí)，需要考慮大量可用的持久存儲(chǔ)。

此外，由于Kubernetes已被各種云服務(wù)（例如Google云平臺(tái)或Microsoft Azure）中的各種科技公司廣泛采用，并支持多云環(huán)境，因此其成本效率模型降低了供應(yīng)商鎖定風(fēng)險(xiǎn)。這使IT部門能夠啟動(dòng)更流暢的部署，而不是受限于一個(gè)供應(yīng)商。這意味著Kubernetes已經(jīng)從Docker Swarm手中奪取了市場份額，而Docker Swarm并非采用多云方法構(gòu)建，迫使IT部門依賴于單個(gè)供應(yīng)商。

Kubernetes還被證明由于其水平Pod自動(dòng)擴(kuò)展功能而更具成本效益。此功能可以根據(jù)需求擴(kuò)展Pod，確保有效利用資源。

此外，Kubernetes由于其高級(jí)調(diào)度算法而更有效地利用資源，這意味著您可以在更少的服務(wù)器上運(yùn)行更多應(yīng)用程序。在成本效益方面，Kubernetes是明顯的贏家。

總結(jié)

總之，Docker和Kubernetes在容器化生態(tài)系統(tǒng)中服務(wù)于不同的目的。

Docker專注于簡化容器的創(chuàng)建和管理，而Kubernetes擅長容器編排、可擴(kuò)展性和維護(hù)分布式系統(tǒng)的一致性。

在性能、部署便捷性、可擴(kuò)展性、安全性和成本效益方面，Kubernetes已被證明是許多組織的首選。但是，在選擇合適的容器化平臺(tái)之前，務(wù)必仔細(xì)評(píng)估您組織的特定需求和要求。最終，最佳解決方案將取決于您的獨(dú)特用例以及您希望通過容器化實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

關(guān)于Kubernetes和Docker的常見問題解答（FAQ）

Kubernetes和Docker的主要區(qū)別是什么？

Kubernetes和Docker都是用于容器編排的開源技術(shù)。Docker是一個(gè)平臺(tái)，使開發(fā)人員能夠構(gòu)建、打包和分發(fā)容器中的應(yīng)用程序。另一方面，Kubernetes是一個(gè)容器編排平臺(tái)，用于自動(dòng)化容器化應(yīng)用程序的部署、擴(kuò)展和管理。Docker專注于單個(gè)容器的生命周期，而Kubernetes專注于容器集群的生命周期。

Kubernetes和Docker可以一起工作嗎？

是的，Kubernetes和Docker可以一起工作。Kubernetes可以管理和編排Docker容器，從而更輕松地管理復(fù)雜的、多容器應(yīng)用程序。這種組合允許更有效的資源使用、更好的可擴(kuò)展性和改進(jìn)的應(yīng)用程序可用性。

選擇Kubernetes和Docker時(shí)，關(guān)鍵考慮因素是什么？

在Kubernetes和Docker之間進(jìn)行選擇時(shí)，您應(yīng)該考慮諸如應(yīng)用程序的復(fù)雜性、需要運(yùn)行的規(guī)模、團(tuán)隊(duì)的專業(yè)知識(shí)以及您的特定用例等因素。Kubernetes通常更適合大型、復(fù)雜的應(yīng)用程序，而Docker可能更適合簡單、小型應(yīng)用程序。

Kubernetes如何提高應(yīng)用程序的可擴(kuò)展性？

Kubernetes通過根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)整正在運(yùn)行的容器數(shù)量來提高應(yīng)用程序的可擴(kuò)展性。它還支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡，這有助于將負(fù)載分布到多個(gè)容器并提高應(yīng)用程序性能。

使用Docker進(jìn)行容器化的優(yōu)勢(shì)是什么？

Docker為容器化提供了多種優(yōu)勢(shì)。它簡化了打包和分發(fā)應(yīng)用程序的過程，確保它們?cè)诓煌沫h(huán)境中一致運(yùn)行。Docker容器也很輕量級(jí)并且啟動(dòng)速度快，這使得它們非常適合微服務(wù)架構(gòu)和持續(xù)部署實(shí)踐。

Kubernetes如何處理服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡？

Kubernetes通過其內(nèi)置服務(wù)處理服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡。這些服務(wù)為集群中的每個(gè)Pod提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)，允許其他Pod發(fā)現(xiàn)并與它們通信。Kubernetes還支持多種負(fù)載均衡方法，包括輪詢、會(huì)話關(guān)聯(lián)和自定義方法。

使用Kubernetes和Docker時(shí)的安全注意事項(xiàng)是什么？

Kubernetes和Docker都具有內(nèi)置的安全功能，但它們也需要仔細(xì)配置才能確保應(yīng)用程序的安全。這包括設(shè)置網(wǎng)絡(luò)策略、管理用戶權(quán)限、保護(hù)容器鏡像以及定期更新軟件以修補(bǔ)任何安全漏洞。

Kubernetes如何處理故障恢復(fù)？

Kubernetes通過其自我修復(fù)功能處理故障恢復(fù)。如果容器或Pod失敗，Kubernetes可以自動(dòng)重新啟動(dòng)它或?qū)⑵渲匦抡{(diào)度到集群中的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。它還可以替換和重新調(diào)度沒有響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。

Kubernetes和Docker的資源管理功能是什么？

Kubernetes和Docker都提供資源管理功能。Docker允許您限制單個(gè)容器的CPU和內(nèi)存使用量。Kubernetes將此功能擴(kuò)展到容器集群，允許您在應(yīng)用程序級(jí)別管理資源。

如何開始使用Kubernetes和Docker？

要開始使用Kubernetes和Docker，您可以從各自的網(wǎng)站下載并安裝軟件。這兩個(gè)平臺(tái)還提供廣泛的文檔和教程來幫助您入門。此外，還有許多在線課程和社區(qū)，您可以在其中了解更多關(guān)于這些技術(shù)的信息。

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