Nomad и Kubernetes – это две самые популярные платформы оркестровки, предназначенные для оркестровки динамических рабочих нагрузок.
Платформы оркестровки помогают автоматизировать процессы настройки, управления и координации работы большого числа используемых вами приложений.
И Nomad, и Kubernetes упрощают процесс развертывания и управления вашими контейнеризованными приложениями. Подобрав подходящую платформу оркестровки, вы сможете эффективно управлять своими микрослужбами и контейнерами – от обнаружения и развёртывания служб до координации их работы и масштабирования.
Прежде чем выбрать правильную платформу, давайте узнаем больше о Nomad и Kubernetes.
1. Что такое Nomad?
Nomad от HashiCorp позволяет решать проблемы, связанные с оркестровкой рабочей нагрузки. За счет своей гибкости он позволяет планировать и координировать развертывание контейнеров, а также позволяет управлять ими. Он может работать как в облаке, так и локально, а также поддерживает неконтейнеризованные рабочие нагрузки.
Работая с Nomad, вы получаете простой двоичный файл, который вам нужно запустить. В отличие от других подобных решений, он не требует от ваших серверов большого количества ресурсов и большого количества вычислений. Помимо контейнеров, вы также можете запускать и другие рабочие нагрузки, например, Windows, виртуальные машины Java и Docker.
Вы можете развертывать корпоративные контейнеры и управлять ими в рабочей среде. Кроме того, в кластере Nomad вы можете запускать неконтейнеризованные приложения, не прибегая к их контейнеризации. С помощью Nomad вы можете легко масштабировать свои приложения и запускать их как можно ближе к месту проживания клиентов. Помимо этого, вы можете эффективно запускать пакетные задания с коротким жизненным циклом.
У Nomad есть две версии: Community Edition и Enterprise Edition. Community Edition – это бесплатная версия. Используя ее, вы можете самостоятельно управлять кластером Nomad. Уже через 15 минут вы сможете запустить его локально или в облачной среде. Между делом, Enterprise Edition обеспечивает поддержку и дополнительный функционал, например, совместную работу, различные операции и организацию управления.
2. Что такое Kubernetes?
Kubernetes – это расширяемая, портативная и высокопроизводительная платформа оркестровки. Она также известна как K8s. Изначально она была разработана Google. На данный момент она находится под управлением Cloud Native Computing Foundation (или CNCF), и является самой популярной платформой оркестровки.
С помощью Kubernetes вы можете эффективно перенаправлять свою рабочую нагрузку куда угодно, будь то локальный компьютер, общедоступное облако или гибридные среды. Она призвана предоставить все возможные инструменты, которые могут вам понадобиться для оркестровки и управления инфраструктурой.
Это, несомненно, самая популярная платформа оркестровки. Такие ведущие поставщики облачных услуг, как Amazon Web Service и Google Cloud Platform, предоставляют управляемые службы Kubernetes, а именно Amazon Elastic Kubernetes Service (AWS EKS) и Google Kubernetes Engine (GKE) соответственно.
Но какая платформа подходит именно вам? Давайте сравним их и выясним это.
3. Nomad VS. Kubernetes
#1. Установка
Первый шаг к использованию большинства программных инструментов, - это установка, и простота этого процесса играет не маловажную роль. Выбирая между Nomad и Kubernetes, вам стоит обратить внимание на то, насколько просто вам начать с ними работать.
Nomad
В случае с Nomad вы получаете предварительно скомпилированный двоичный файл или пакет, который вам нужно установить. Если вы выполняете ручную установку на локальный компьютер, вы можете загрузить и установить официальный двоичный файл. Если же вы пользуетесь Linux, вы можете установить официальный пакет Linux. Так или иначе, все, что вам нужно будет сделать после установки, это установить плагины CNI (Container Network Interface – сетевой интерфейс и стандарт для Linux-контейнеров) с помощью командной строки.
Если вы устанавливаете на MacOS или Windows с помощью специальных инструментов управления пакетами (Homebrew и Chocolatey соответственно), то все еще проще. Вы можете завершить установку с помощью всего одной команды, в том числе и установку плагинов CNI.
Kubernetes
Если мы говорим о Kubernetes, то здесь существуют различные компоненты и клиенты, которые вы можете установить в зависимости от ваших потребностей. Вы получаете двоичные файлы для каждого из этих компонентов. Эта платформа предлагает разные образы контейнеров для разных сред выполнения и системных архитектур.
Официальный двоичный файл можно найти в официальном репозитории, причем файл, который будет соответствовать именно вашей платформе, будь то Darwin, Linux или Windows, и архитектуре вашей системы. После того, как вы установите подходящий вам образ контейнера, вам понадобиться kubectl. Это инструмент командной строки, с помощью которого вы можете взаимодействовать с контейнерами.
#2. Масштабируемость
Масштабируемость – это крайне важный фактор для рабочих нагрузок контейнеров. Он определяет способность системы справляться с растущими рабочими нагрузками. Проще говоря, если вам требуется больше вычислительной мощности, ваша платформа оркестровки должна иметь возможность легко добавлять новые ресурсы.
Nomad
Было доказано, что Nomad способен запускать в рабочей среде кластеры с более чем 10 000 узлами. В 2020 году Nomad прошел стресс-тест с 2 миллионами Docker-контейнеров на 6100 хостах. Это тестирование охватило более 10 различных регионов AWS и длилось 22 минуты. Таким образом, они смогли превзойти свой предыдущий успешный запуск с 1 миллионом контейнеров.
Вы также можете выполнить горизонтальное масштабирование с помощью Nomad Autoscaler. При необходимости его можно запустить как отдельный процесс.
Kubernetes
Начиная с версии 1.28, Kubernetes позволяет масштабировать кластер до 5 000 узлов. Всего вы можете запустить 150 000 модулей или 300 000 контейнеров.
За счет такой повышенной масштабируемости обслуживание кластера Kubernetes становится более сложным, нежели управление кластером Nomad. Благодаря общему количеству узлов, которые вы можете запустить, Nomad имеет преимущество перед Kubernetes.
#3. Производительность
Выбирая платформу оркестровки, стоит постараться найти баланс между функциональностью и производительностью. Последнее также определяет то, сколько системных ресурсов вы будете использовать.
Nomad
Nomad потребляет довольно мало ресурсов, так как использует всего один бинарный файл. Кроме того, вы избегаете установки различных служб для настройки и запуска вашей платформы оркестровки. Как следствие, вы потребляете меньше ресурсов ЦП и памяти на своих узлах, что приводит к снижению накладных расходов и улучшению производительности.
Эта платформа легко адаптируется и может обрабатывать различные рабочие нагрузки, будь то локально или в облаке. За счет ее простоты, отказоустойчивости и эффективности вы сможете поддерживать высокий уровень производительности по мере увеличения размера вашего кластера.
Kubernetes
Платформа Kubernetes оптимизирована для обработки контейнеризованных рабочих нагрузок. Если у вас есть огромное количество контейнеризованных микрослужб, Kubernetes прекрасно с ними справится. За счет ее больших сетевых возможностей и большому количеству интеграций вы сможете ускорить и настроить процесс оркестровки в соответствии со своими потребностями.
У Kubernetes довольно большой набор функций и конфигураций, а это значит, что она использует больше системных ресурсов. По мере того, как размер вашего кластера будет расти, вы можете столкнуться с дополнительными накладными расходами и сложностью в управлении.
#4. Организация сети
Когда речь идет об оркестровке контейнеров, важным аспектом здесь является организация сети, которая определяет то, как ваши узлы могут располагаться и взаимодействовать друг с другом.
Nomad
Nomad уделяет большое внимание оркестровки рабочих нагрузок и почти не затрагивает вопросы организации сети и старается не менять настройки сети.
Вместо того, чтобы полагаться на инфраструктуру, Nomad работает с конфигурациями. Вы получаете всю необходимую информацию непосредственно из конфигурации, а не запускаете дополнительные компоненты, например, DNS-серверы и балансировщики нагрузки. Базовый блок Nomad, отвечающий за планирование, называется Allocations, и он может запрашивать порты с помощью сетевого блока.
Kubernetes
Если мы говорим о Kubernetes, здесь организация сети – это центральный элемент. Вы можете управлять следующими вопросами: связь между контейнерами через локальный хост, связь между модулями, связь между модулями и службами и постоянная связь между службами.
В отличие от Nomad, которая использует динамические порты, Kubernetes использует другой подход. Вы получаете API службы в виде абстракции, которое в дальнейшем должны предоставить группе модулей в сети.
#5. Требования
Если вы запускаете масштабируемую платформу оркестровки, то системные требования будут зависеть от размера вашего кластера и выполняемых рабочих нагрузок. Помимо процессора и памяти, вам также понадобятся системные ресурсы.
Nomad
В случае рабочих серверов, эту платформу рекомендуется запускать на больших компьютерах. Хорошо бы иметь от 4 до 8+ ядер ЦП, 16-32+ Гб памяти и 40-80+ Гб жесткого диска для каждого экземпляра сервера. Вы также должны обеспечить хорошую пропускную способность сети.
Если вы используете брандмауэр, необходимо убедиться, что у Nomad есть три доступных порта: HTTP API (по умолчанию 4646), который используется серверами и клиентами, RPC (по умолчанию 4647), который используется для внутренней связи, и Serf WAN (по умолчанию 4648), который используется серверами для связи с другими серверами.
Kubernetes
При работе в контейнеризованных рабочих средах кластеры Kubernetes могут стать довольно сложными. При этом желательно, чтобы каждый узел имел как минимум 2–4 ядра ЦП и 8–16 ГБ оперативной памяти.
Для больших кластеров может потребовать еще больше ресурсов на каждый узел. Помимо этого, вы должны убедиться в том, что у вас достаточно хорошая пропускная способность сети.
Несмотря на то, что вы можете масштабировать (в соответствии с вашими требованиями) как Nomad, так и Kubernetes, клаcтер Kubernetes будет потреблять сравнительно меньше ресурсов.
#6. Код
То, насколько просто вам писать код, определяет эффективность вашего взаимодействия с выбранным вами фреймворком. Помимо определения платформы и заданий, вам нужно изучить команды CLI для того, чтобы взаимодействовать с инструментом командной строки.
Nomad
HCL или язык конфигурации HashiCorp – это основный язык конфигурации, который используется в Nomad. HCL поддерживает баланс между удобством для восприятия человеком и компьютером. С его помощью вы можете написать спецификации задания, в том числе задачи, ограничения и зависимости для вашего приложения и микрослужб.
Помимо этого, вам нужно изучить команды CLI для того, чтобы работать с командной строкой Nomad. Таким образом, вы сможете взаимодействовать с вашим кластером и задавать конфигурации.
Kubernetes
Вместо того, чтобы использовать другой язык, вы можете настроить Kubernetes с помощью YAML-файлов. Вы также можете использовать JSON. Эти файлы конфигурации позволяют описать то, как должно запускаться ваше приложение, в том числе спецификации модулей, служб, развертываний и прочих ресурсов.
Для сложных приложений Kubernetes существует специальный менеджер пакетов helm, который позволяет определять, устанавливать и обновлять эти приложения. Helm-чарты пишутся в формате YAML и могут содержать файлы шаблонов и значения для настройки развертываний.
Для взаимодействия с вашим кластером Kubernetes вы будете использовать инструмент командной строки kubectl. Сюда относится запуск различных команд для создания, изменения и управления ресурсами Kubernetes.
#7. Интеграция
Платформы оркестровки обладают своим собственным набором поддерживаемых интеграций. Вы также можете найти несколько сторонних интеграций, которые можно добавить, чтобы расшить функционал платформы.
Nomad
Вы можете активно интегрировать Nomad с различными инструментами и технологиями. Вы без проблем можете подключиться к Docker и прочих средам выполнения контейнеров и упростить, таким образом, развертывание контейнеризованных приложений. а для подготовки инфраструктуры вы можете использовать интеграцию с Terraform и упростить создание ресурсов.
Nomad является частью HashiCrop и, соответственно, позволяет вам использовать HashiCorp Consul для обнаружения служб и проведения проверок работоспособности и HashiCorp Vault для безопасного управления секретами. Кроме того, вы можете удовлетворить свои потребности в мониторинге с помощью интеграций с Prometheus, Grafana и ELK Stack. Помимо этого, Nomad можно без проблем вписать в CI/CD-конвейер, чтобы автоматизировать развертывание приложений.
Kubernetes
Kubernetes – решение, проверенное временем. Оно имеет довольно длинный список технологий, с которыми его можно интегрировать. Вы можете подключиться к Docker, чтобы развертывать свои контейнеры. Что касается ваших сетевых потребностей, вы можете использовать такие решения, как Calico или Cilium. А такие решения для хранения, как Ceph, и такие поставщики облачных услуг, как AWS EKS (Amazon Elastic Kubernetes Service) и Google GKE (Google Kubernetes Engine), активно помогают управлять вашим внешним хранилищем. Облачные решения также предоставляют дополнительные возможности.
Если вам требуется поддержка бессерверных рабочих нагрузок, Kubernetes также может вам в этом помочь. Вы можете расширить возможности Kubernetes с помощью бессерверных фреймворков, таких как Knative и KEDA (Kubernetes-based Event-Driven Autoscaling).
#8. Графический пользовательский интерфейс
Вполне возможно, что иногда вам захочется визуализировать платформу, на которой вы работаете. Вы можете это сделать с помощью графического пользовательского интерфейса, или GUI (Graphical User Interface).
Nomad
В своем бинарном файле Nomad также предоставляет встроенный веб-интерфейс. Когда вы устанавливаете Nomad и запускаете сервер, наряду с API и CLI, вы получаете GUI. Для того, чтобы пользоваться графическим интерфейсом и управлять своим кластером, вам даже не понадобиться ничего настраивать.
После того, как вы запустите сервер Nomad, вы можете ввести адрес сервера в веб-браузере, и вы будете перенаправлены в веб-интерфейс. Также существует подкоманда ui. С ее помощью вы можете перейти на нужную веб-страницу прямо из командной строки.
Kubernetes
По умолчанию у Kubernetes нет графического интерфейса. Но вы можете его установить. Сам Kubernetes предлагает официальный GUI под названием Dashboard. И даже при том, что он не установлен по умолчанию, вы можете запустить его с помощью инструмента kubectl. С помощью Dashboard вы можете получать информацию о своем кластере.
Вы можете развертывать контейнеризованные приложения в кластере Kubernetes, управлять ими, обнаруживать и устранять неполадки. Поставщики облачных услуг, например, AWS EKS и Google GKE, предоставляют свои собственные пользовательские интерфейсы. Кроме этого, существуют сторонние инструменты, которые вы также можете запустить.
4. Nomad VS. Kubernetes: обобщающая таблица
Параметр |
Nomad |
Kubernetes |
Установка |
Один предварительно скомпилированный двоичный файл |
Разные двоичные файлы для разных компонентов и клиентов |
Масштабируемость |
Может запускать 10 000 узлов и 2 миллиона контейнеров |
Может запускать 5 000 узлов и 300 000 контейнеров |
Производительность |
Простой и эффективный с малым потреблением ресурсов |
Большой набор функций и большое потребление ресурсов |
Сеть |
Единая конфигурация с распределением динамических портов |
Тщательный контроль и не зависит от динамических портов |
Требования |
Мало требований к большим кластерам |
Чем больше кластер, тем больше требований |
Код |
Свой собственный язык HCL |
Можно использовать существующие языки, например, YAML и JSON |
Интеграция |
Хорошие официальные и сторонние интеграции |
Большое количество интеграций и инструментов |
GUI |
Встроенный веб-интерфейс |
Необходимо устанавливать отдельно |
Выбираем правильную платформу оркестровки
Какую платформу выбрать, Nomad или Kubernetes, зависит от ваших конкретных требований и приоритетов. И ту, и другую платформу можно использовать для разных целей: планирования развертывания, автоматического развертывания и восстановления, а также обнаружения и управления кластерами.
Если вашим приоритетом является простота и у вас не такая большая рабочая нагрузка, вам стоит обратить внимание на Nomad. За счет своего единственного двоичного файла и минимальных требований к ресурсам, она упрощает настройку и эксплуатацию. Кроме того, вы можете масштабировать свой кластер, чтобы он мог поддерживать большее количество узлов.
Однако если вам нужен большой функционал, тщательный контроль и большое количество интеграций, то вам стоит выбрать Kubernetes. Это надежное решение для контейнеризованных рабочих нагрузок, которое можно легко интегрировать с различными инструментами и технологиями. Вы также можете использовать управляемые решения от AWS и Google Cloud.
Также стоит учитывать, что для использования Nomad придется выучить новый язык – HCL, а Kubernetes работает с YAML и JSON. Помимо этого, для того, чтобы вам было удобнее пользоваться платформой, может понадобиться веб-интерфейс.
Учитывайте системные ресурсы, которыми вы располагаете, и связанные с ними затраты. Выбор между Nomad и Kubernetes должен основываться на ваших потребностях, опыте и доступных ресурсах.
