Сравнительный анализ систем управления кластерами с открытым исходным кодом

Разработчики компании DST Global предлагают сравнить Kubernetes и Apache Mesos, две системы управления кластерами с разными сильными и слабыми сторонами, чтобы помочь вам принять решение в соответствии с вашими потребностями.

Системы управления кластерами — это критически важные программные решения, которые позволяют эффективно распределять и использовать вычислительные ресурсы в сети взаимосвязанных компьютеров. Без сомнения, они играют жизненно важную роль в современных вычислениях, обеспечивая масштабируемость , высокую доступность и эффективное управление ресурсами, что делает их незаменимыми для запуска сложных приложений, управления центрами обработки данных и дальнейшего увеличения мощности распределенных вычислений. Как сообщает National Grid ESO , центры обработки данных, несмотря на все достижения, по-прежнему составляют значительный 1% мирового потребления электроэнергии, и именно здесь системы управления кластерами могут сыграть решающую роль в повышении энергоэффективности.

Прежде чем мы углубимся в детали, важно отметить, что эта статья не посвящена объявлению одной системы «лучшим» выбором. Вместо этого мы начинаем сравнивать и противопоставлять две известные системы управления кластерами с открытым исходным кодом, Kubernetes и Apache Mesos, поскольку у них совершенно разные подходы. Мы прольем свет на их уникальные особенности, сильные и слабые стороны, помогая принимать обоснованные решения, исходя из конкретных потребностей.

Итак, независимо от того, являетесь ли вы опытным ИТ-специалистом, желающим усовершенствовать свою стратегию управления кластером, или новичком в мире распределенных систем, присоединяйтесь к нам на этом пути, пока мы анализируем и исследуем увлекательную область Kubernetes и Apache Mesos. Все дело в понимании нюансов и правильном выборе для вашего следующего большого проекта.

Почему именно они? Причина сравнения

По мнению разработчиков DST Global сравнение Kubernetes и Mesos — стратегический выбор, обусловленный их известностью в мире систем управления кластерами. Эти два решения с открытым исходным кодом привлекли значительное внимание, поскольку могут похвастаться большими сообществами пользователей, разнообразными вариантами использования и надежными экосистемами инструментов и расширений.

Хотя действительно существуют и другие инструменты управления кластерами, такие как Docker Swarm или Nomad, Kubernetes и Mesos часто выступают в качестве главных претендентов в дискуссиях о крупномасштабной оркестрации и управлении ресурсами. Это сравнение является отправной точкой для понимания фундаментальных подходов и философий, лежащих в основе различных систем управления кластерами.

Справочная информация: Kubernetes

Kubernetes родился в Google. Она развилась из их внутренней системы Боргов и ее потомка, экспериментального менеджера кластера Омеги . Google открыл Kubernetes с открытым исходным кодом в 2014 году, и с тех пор он превратился в сокрушительную силу с процветающим сообществом разработчиков открытого исходного кода. Как сообщается в дашборде таблицы Kubernetes Companies , среди ее вкладчиков такие именитые технологические компании, как сама Google (128 вкладов за последние полгода), Red Hat (109), Microsoft (55) и другие.

Ключевые особенности и концепции

Kubernetes можно рассматривать как основную часть, обеспечивающую хранилище и набор API- интерфейсов для построения распределенных систем, дополненных надежным набором встроенных объектов и контроллеров, таких как пакет «в комплекте с батареями». Некоторые из его выдающихся особенностей включают в себя:

Поды : Поды — это наименьшие единицы работы в Kubernetes, группирующие один или несколько контейнеров вместе.

Службы : они помогают приложениям взаимодействовать друг с другом, независимо от того, находятся ли они в одном модуле или разбросаны по кластеру.

Контроллеры репликации : они обеспечивают бесперебойную работу приложений, гарантируя, что у них работает нужное количество копий (реплик).

Балансировка нагрузки : Kubernetes может равномерно распределять трафик по репликам приложений; это гарантирует пользователям удобство работы.

Введение в Apache Mesos

Путешествие Apache Mesos началось еще в Калифорнийском университете в Беркли, и в 2010 году он был открыт в открытом доступе. Первоначально это был исследовательский проект, проводимый аспирантом Бенджамином Хиндманом. В дальнейшем Хиндман много сотрудничал с Джоном Уилксом, одним из авторов упомянутой выше Omega: они активно сотрудничали при разработке Apache Mesos и Omega, хотя их подходы в конечном итоге пошли разными путями в области управления кластерами. Теперь Apache Mesos — это надежная платформа, используемая такими компаниями, как Twitter (теперь X) и Airbnb.

Ключевые особенности и концепции

Mesos — это не только контейнеры, но и управление ресурсами, такими как ЦП и память, во всем центре обработки данных. Как указано в официальном документе его создателей, Mesos распределяет ресурсы более детальным образом, позволяя платформам достигать близости данных за счет поочередного чтения данных, хранящихся на каждой машине. Некоторые из его особенностей:

- Распределение ресурсов . Как упоминалось выше, Mesos может разделять ресурсы центра обработки данных, динамически распределяя их между приложениями.

- Фреймворки: думайте о них как о специализированных менеджерах для различных типов рабочих нагрузок, таких как запуск Spark для больших данных или веб-сервер для веб-сайта.

- Отказоустойчивость : Mesos известен своей отказоустойчивостью, управляя сбоями оборудования с помощью Zookeeper для отказоустойчивой координации и используя методы сегментирования, которые синхронизируются с хост-агентами после сбоя ведущего устройства.

- Мультитенантность : он может запускать различные рабочие нагрузки в одном кластере без перерывов.

Короче говоря, у нас есть Kubernetes, сложный оркестратор контейнеров, и Mesos, мастер распределения ресурсов. Эти знакомства подготовили почву для глубокого изучения их миров.

Сравнение

Архитектура и дизайн

Kubernetes и Mesos подходят к управлению кластером с разных точек зрения. С одной стороны, Mesos Master предоставляет планировщикам приложений предложения (известные как «фреймворки»), которые они могут принять или отклонить; с другой стороны, Kubernetes позволяет клиентам (будь то контроллеры или даже через CLI) отправлять запрос ресурсов (в форме Pod) определенному планировщику, который удовлетворяет эти запросы.

Масштабируемость и производительность

Kubernetes умеет масштабировать приложения вверх или вниз. Его функции автоматического масштабирования позволяют легко адаптироваться к изменяющимся рабочим нагрузкам. Kubernetes также имеет встроенную балансировку нагрузки, которая помогает плавно распределять трафик и поддерживать работоспособность приложений.

Mesos с его детальным распределением ресурсов демонстрирует отличную производительность. Он может распределять ресурсы с большой точностью, что делает его пригодным для разнообразных рабочих нагрузок. Он наиболее подходит для распределения ресурсов и обеспечения эффективного использования ресурсов кластера.

Экосистема и сообщество

У Kubernetes огромное и активное сообщество. Экосистема обширна, в ней есть такие инструменты, как Helm для упаковки приложений, Prometheus для мониторинга и Grafana для визуализации. Помимо этого, Kubernetes получил широкую поддержку со стороны крупных облачных провайдеров, таких как GKE Google Cloud, EKS Amazon и AKS Microsoft Azure.

Сообщество Mesos меньше, но у него все еще есть своя доля фреймворков и библиотек. Apache Spark и Hadoop — это известные платформы, которые называют Mesos своим домом. В то время как Kubernetes обеспечивает более широкую поддержку управляемых сервисов, Mesos также получает поддержку от различных поставщиков облачных услуг, включая Microsoft и Oracle, которые объявили о поддержке этого сервиса на своих облачных платформах Azure и Oracle Container Cloud Service соответственно.

Простота использования и возможность обучения

Kubernetes значительно продвинулся в удобстве использования, однако может представлять сложности для тех, кто не знаком с его экосистемой. Это требует некоторого изучения, особенно в отношении файлов YAML и их особой терминологии.

Mesos, с другой стороны, предлагает более простое начало для тех, кто знаком с Linux. Тем не менее, создание пользовательских фреймворков сопряжено с рядом проблем и требует усердия.

Отказоустойчивость и высокая доступность

Kubernetes имеет надежную отказоустойчивость, поскольку он построен на основе etcd , распределенного и надежного хранилища значений ключей. Если модуль выходит из строя, Kubernetes воскрешает его.

Mesos обрабатывает сбои аналогичным образом, поскольку он полагается на Zookeeper с теми же сценариями использования, что и Kubernetes, но отказоустойчивость часто зависит от используемых вами платформ.

Безопасность

Kubernetes предлагает надежные функции безопасности с контролем доступа на основе ролей , сетевыми политиками и политиками безопасности модулей.

В Mesos предусмотрены такие меры безопасности, как изоляция инфраструктуры и аутентификация. Это гарантирует, что ваши платформы не смогут попирать друг друга.

Каким может быть выбор?

Выбор между Kubernetes и Apache Mesos зависит от различных факторов, включая конкретный вариант использования, требования и организационный контекст. Единого универсального ответа не существует, поскольку обе системы управления кластерами имеют свои сильные и слабые стороны. Вот несколько соображений, которые помогут принять обоснованное решение:

Выбирайте Kubernetes, если самое важное:

Оркестровка контейнеров

Сообщество и экосистема

Простота использования

Стандартизация

Выбирайте Apache Mesos, если вы цените:

Гибкость ресурсов

Мульти аренды

Расширенные варианты использования

Кастомизация

Унаследованная интеграция

В конечном итоге выбор зависит от конкретных требований, существующей инфраструктуры и опыта команды . В некоторых случаях организации могут даже использовать в своих средах как Kubernetes, так и Mesos, каждый из которых служит определенной цели. Крайне важно тщательно оценить обе системы и подумать, насколько хорошо они соответствуют долгосрочным целям и техническим ограничениям, прежде чем принимать решение — и, надеюсь, эта статья смогла вам в этом помочь.