Kubernetes vs. Docker

Docker ist eine Plattform zur Containerisierung von Anwendungen, während Kubernetes ein Orchestrierungssystem ist, das mehrere Docker-Container verwaltet und skaliert. Somit ermöglicht Docker das Erstellen, Verpacken und Ausführen von Anwendungen in Containern, während Kubernetes dafür sorgt, dass diese Container automatisiert bereitgestellt und organisiert werden.

Kubernetes vs. Docker: Wo liegen die Unterschiede?

Docker hat mit der Entwicklung der Container-Technologie eine kleine Revolution geschafft. Für die Arbeit in der Softwareentwicklung ergeben sich durch die Virtualisierung mit in sich geschlossenen Paketen (den Containern) ganz neue Möglichkeiten. So können Entwicklerinnen und Entwickler Anwendungen und deren Abhängigkeiten einfach in Containern bündeln und damit dafür sorgen, dass eine Virtualisierung auf Prozessebene stattfinden kann. Obwohl es eine Reihe von Docker-Alternativen gibt, ist die Open-Source-Lösung Docker nach wie vor die populärste Plattform zum Erstellen von Containern.

Kubernetes hingegen ist eine Anwendung zur Orchestrierung (das heißt Verwaltung) von Containern; die Container selbst erstellt das Programm nicht. Die Orchestrierungssoftware greift auf die bestehenden Container-Tools zu und integriert diese in den eigenen Workflow. So bindet man Container, die man mit Docker oder einem anderen Werkzeug erstellt hat, einfach in Kubernetes ein. Anschließend nutzt man die Orchestrierung, um die Container zu verwalten, zu skalieren und zu bewegen. Kubernetes gewährleistet also, dass alles wie gewünscht läuft, und sorgt auch für Ersatz, sollte ein Knotenpunkt zusammenbrechen.

Einsatzgebiete von Docker und Kubernetes

Im Vergleich Docker vs. Kubernetes fällt auf, dass die beiden Tools sich hinsichtlich ihrer Einsatzgebiete unterscheiden, aber dabei Hand in Hand arbeiten. Um die unterschiedlichen Funktionen von Docker und Kubernetes zu verstehen, schauen wir uns ein Beispiel an.

Die meisten Anwendungen sind heute mit sogenannten Microservice-Architekturen organisiert, da dieser Architekturstil eine bessere Skalierbarkeit, Flexibilität und Wartbarkeit ermöglicht, indem er komplexe Systeme in kleinere, unabhängige Dienste aufteilt.

Schritt 1: Microservices programmieren und Container erstellen

In einem ersten Schritt muss die Anwendung programmiert werden; hierzu entwickelt das Team die einzelnen Microservices, aus denen die App besteht. Jeder Microservice wird als eigenständige Einheit geschrieben und verfügt über eine definierte API zur Kommunikation mit anderen Services. Sobald die Entwicklung eines Microservices abgeschlossen ist, wird er mit Docker containerisiert. Docker ermöglicht es, die Microservices in kleine, isolierte Container zu verpacken, die alle benötigten Abhängigkeiten und Konfigurationen enthalten. Diese Container können dann in jeder Umgebung ausgeführt werden, ohne dass es zu Komplikationen durch unterschiedliche Systemkonfigurationen kommt.

Schritt 2: Orchestrierung mit Kubernetes konfigurieren

Nachdem die Microservices erfolgreich containerisiert wurden, kommt Kubernetes ins Spiel. In einem nächsten Schritt erstellt das Team daher Kubernetes-Konfigurationsdateien, die festlegen, wie die Container (im Kubernetes-Jargon werden diese auch Pods genannt) auf verschiedenen Servern bereitgestellt werden sollen. Die Dateien beinhalten unter anderem, wie viele Instanzen eines bestimmten Pods ausgeführt werden sollen, welche Netzwerkeinstellungen erforderlich sind und wie die Kommunikation zwischen den Microservices funktioniert.

Kubernetes übernimmt die automatische Verwaltung dieser Container. Wenn ein Microservice ausfällt oder ein Container abstürzt, sorgt Kubernetes dafür, dass der Container automatisch neu gestartet wird, sodass die Anwendung weiterhin ohne Systemausfälle funktioniert. Zudem kann Kubernetes die Funktion eines Load Balancers übernehmen und Container auf mehreren Servern verteilen, um eine bessere Auslastung und Skalierbarkeit zu gewährleisten. Sollte der Traffic für die Anwendung steigen, kann Kubernetes automatisch neue Pods starten.

Schritt 3: Updates

Mit Kubernetes wird nicht nur die Bereitstellung von Containern vereinfacht, sondern auch die Verwaltung von Updates. Möchten die Programmiererinnen und Programmierer neuen Code in Produktion bringen, kann Kubernetes die Container schrittweise mit der neuen Version ersetzen, ohne dass es zu Ausfallzeiten kommt. So bleibt die Anwendung stets verfügbar, während gleichzeitig neue Features oder Bugfixes eingespielt werden.

Direkte Gegenüberstellung: Kubernetes vs. Docker

Docker Swarm: Die Kubernetes-Alternative

Auch wenn Kubernetes und Docker wunderbar miteinander harmonieren, gibt es doch eine Konkurrenz für das Orchestrierungstool: Docker Swarm in Kombination mit Docker Compose. Zwar geht Docker mit beiden Lösungen um und kann sogar zwischen beiden hin und her wechseln, Docker Swarm und Kubernetes allerdings lassen sich nicht kombinieren. Deshalb stehen Nutzerinnen und Nutzer oft vor der Frage, ob sie auf das sehr populäre Kubernetes setzen oder doch das zu Docker gehörende Swarm verwenden sollen.

Der Aufbau der beiden Tools ähnelt sich prinzipiell sehr stark – nur die Namen der einzelnen Aspekte ändern sich. Auch der Anwendungszweck ist identisch: Container effizient verwalten und durch intelligente Skalierung den möglichst sparsamen Ressourceneinsatz sicherstellen.

Vorteile offenbart Swarm bei der Installation: Da das Werkzeug ein integraler Bestandteil von Docker ist, fällt der Übergang sehr leicht. Während man bei Kubernetes die Orchestrierung erst aufsetzen muss, was zugegebenermaßen aber nicht sonderlich komplex ist, ist bei Swarm alles bereits vorhanden. Da man in der Praxis höchstwahrscheinlich ohnehin schon mit Docker arbeitet, braucht man sich auch nicht in die Eigenheiten eines neuen Programms einarbeiten.

Dafür glänzt Kubernetes mit eigenem GUI: Über das zur Anwendung gehörende Dashboard hat man nicht nur eine sehr gute Übersicht über alle Aspekte des Projekts, sondern kann auch zahlreiche Aufgaben erledigen. Docker Swarm auf der anderen Seite bietet solch einen Komfort erst durch zusätzliche Programme. Punkten kann Kubernetes zudem im Funktionsumfang: Während Swarm für das Monitoring und das Führen eines Logs zusätzliche Mittel benötigt, sind diese Aufgaben in Kubernetes bereits vorgesehen und entsprechende Funktionen gehören zum Repertoire dazu.

Der Hauptnutzen der beiden Programme besteht allerdings in der Skalierung und der Sicherstellung der Verfügbarkeit. Es heißt, dass Docker Swarm in puncto Skalierbarkeit generell besser ist. Grund dafür ist die Komplexität von Kubernetes, die zu einer gewissen Schwerfälligkeit führt. Das komplexe System sorgt auf der anderen Seite aber wiederum dafür, dass automatische Skalierungen bei Kubernetes besser sind. Außerdem ist ein großer Vorteil von Kubernetes, dass es den Zustand der Container jederzeit überwacht und einen Ausfall direkt ausgleicht.

Dafür schneidet Swarm beim Load Balancing besser ab: Die gleichmäßige Verteilung der Last ist bei Swarm eine Selbstverständlichkeit. Bei Kubernetes muss man für das Load Balancing einen kleinen Umweg in Kauf nehmen. Dort müssen Deployments erst zu Services gemacht werden, um von der Lastverteilung profitieren zu können.