Kubernetes बनाम Docker: वे अंतर जो हर डेवलपर को पता होने चाहिए

Docker क्या है?

Docker एक ओपन-सोर्स प्लेटफ़ॉर्म है जो कंटेनर बनाने, डिप्लॉय करने और मैनेज करने का हल्का, पोर्टेबल तरीका प्रदान करता है। पारंपरिक वर्चुअल मशीनों के विपरीत, Docker कंटेनर एप्लिकेशन कोड, रनटाइम, सिस्टम टूल्स, और लाइब्रेरीज़ सहित सब कुछ पैकेज करते हैं—जिससे एप्लिकेशन अलग-अलग एनवायरनमेंट में एक जैसे तरीके से चलते हैं।

Docker कैसे काम करता है

Docker कंटेनर बनाकर काम करता है, जो कि जैसा हमने पहले देखा, एप्लिकेशन चलाने के लिए आवश्यक सभी घटकों को समेटे हुए हल्के पैकेज होते हैं।

कंटेनर Docker इमेज से बनाए जाते हैं, जो कंटेनर में क्या-क्या शामिल होगा इसकी ब्लूप्रिंट का काम करती हैं। एक Docker इमेज में ऑपरेटिंग सिस्टम, एप्लिकेशन बाइनरीज़, और कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइलें शामिल हो सकती हैं, जिससे एनवायरनमेंट को दोहराना आसान हो जाता है। 

एक बार इमेज बन जाने के बाद, डेवलपर्स Docker का उपयोग करके उस इमेज पर आधारित कंटेनर चला सकते हैं। Docker की सबसे बड़ी ताकत इसकी सादगी और स्थिरता है: कंटेनर कहीं भी चलाया जाए—डेवलपर की लोकल मशीन पर, ऑन-प्रिमाइस डाटा सेंटर में, या क्लाउड में—उसका व्यवहार एक जैसा रहता है। 

Docker आर्किटेक्चर का अवलोकन। स्रोत: Docker डॉक्युमेंटेशन

निम्न उदाहरण बताता है कि Docker इमेज कैसे लागू की जाती हैं। नीचे दिए Dockerfile पर नज़र डालें:

# Use the official Python base image with version 3.9
FROM python:3.9
# Set the working directory within the container
WORKDIR /app
# Copy the requirements file to the container
COPY requirements.txt .
# Install the dependencies
RUN pip install -r requirements.txt
# Copy the application code to the container
COPY . .
# Set the command to run the application
CMD ["python", "app.py"]संचालित द्वारा

Dockerfile एक स्क्रिप्ट है जिसमें Docker के लिए इमेज बनाने के निर्देशों की शृंखला होती है, जिसे बाद में कंटेनर बनाने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

प्रोजेक्ट में Dockerfile बनाने के बाद अगला कदम Docker इमेज बनाना होता है। यह docker build कमांड से किया जाता है, जो Dockerfile में दिए निर्देशों को पढ़कर इमेज असेंबल करता है। 

उदाहरण के लिए, टर्मिनल में docker build -t my-app . चलाने से Docker को वर्तमान डायरेक्टरी (जिसे . से दर्शाया गया है) से my-app टैग वाली इमेज बनाने के लिए कहा जाता है।

बिल्ड प्रक्रिया के दौरान, Docker Dockerfile के हर स्टेप को निष्पादित करता है, जैसे बेस इमेज खींचना, डिपेंडेंसी इंस्टॉल करना, और एप्लिकेशन कोड को इमेज में कॉपी करना। एक बार इमेज बन जाने पर, यह एक टेम्पलेट का काम करती है जिससे कई कंटेनर दोबारा बनाए जा सकते हैं।

इमेज के सफलतापूर्वक बन जाने के बाद, आप docker run कमांड का उपयोग करके उससे कंटेनर बना और चला सकते हैं। उदाहरण के लिए, docker run my-app my-app इमेज पर आधारित एक नया कंटेनर शुरू करता है और आपके एप्लिकेशन को Docker द्वारा दिए गए आइसोलेटेड एनवायरनमेंट में लॉन्च करता है।

यदि आप आम Docker कमांड और इंडस्ट्री-व्यापी सर्वोत्तम प्रथाओं के बारे में और सीखना चाहते हैं, तो ब्लॉग Docker for Data Science: An Introduction देखें।

Docker की विशेषताएँ

• पोर्टेबिलिटी: Docker कंटेनर अलग-अलग सिस्टम पर एक समान रूप से चल सकते हैं, जिससे विकास, परीक्षण और प्रोडक्शन एनवायरनमेंट में सहज अनुभव मिलता है।
• उपयोग में सरल: Docker का कमांड-लाइन इंटरफ़ेस और टूल्स का व्यापक सेट डेवलपर्स के लिए, यहाँ तक कि कंटेनरीकरण में नए लोगों के लिए भी, सुलभ बनाता है।
• हल्का: Docker कंटेनर एक ही OS कर्नेल साझा करते हैं, जिससे पूर्ण वर्चुअल मशीनों की तुलना में संसाधन-ओवरहेड कम होता है।
• तेज़ स्टार्टअप समय: Docker कंटेनर सेकंडों में शुरू किए जा सकते हैं, जिससे वे ऐसे एप्लिकेशन के लिए अत्यंत प्रभावी हैं जिन्हें तेज़ी से स्पिन-अप और टियर-डाउन की आवश्यकता होती है।

DataCamp का Docker चीट शीट देखें, जो उपलब्ध सभी Docker कमांड्स का अवलोकन प्रदान करता है।

Kubernetes क्या है?

Kubernetes एक शक्तिशाली ओपन-सोर्स कंटेनर ऑर्केस्ट्रेशन प्लेटफ़ॉर्म है, जिसे मशीनों के क्लस्टर्स में कंटेनरीकृत एप्लिकेशनों को प्रबंधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। 

शुरुआत में Google द्वारा विकसित, Kubernetes—जिसे आमतौर पर K8s कहा जाता है—एप्लिकेशन कंटेनरों की डिप्लॉयमेंट, स्केलिंग, और संचालन को संभालता है, जिससे बड़े पैमाने पर कंटेनरों को मैनेज करना आसान हो जाता है।

समय के साथ डिप्लॉयमेंट रणनीतियों का विकास। स्रोत: Kubernetes.io

Kubernetes कैसे काम करता है

Kubernetes क्लस्टर, नोड्स और पॉड्स की अवधारणा पर बना है, जो एक स्तरीय आर्किटेक्चर बनाते हैं और लचीलापन व स्केलेबिलिटी प्रदान करते हैं। एक क्लस्टर पूरे इंफ्रास्ट्रक्चर का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें कई नोड्स (वर्चुअल या फ़िज़िकल मशीनें) होते हैं। 

ये नोड्स मिलकर कंटेनरीकृत एप्लिकेशनों की होस्टिंग और प्रबंधन करते हैं। नोड्स या तो मास्टर नोड हो सकते हैं, जो क्लस्टर को नियंत्रित और प्रबंधित करते हैं, या वर्कर नोड, जो एप्लिकेशन वर्कलोड्स चलाते हैं। मास्टर नोड क्लस्टर की स्थिति प्रबंधित करने, शेड्यूलिंग निर्णय लेने और हेल्थ मॉनिटर करने के लिए ज़िम्मेदार होता है।

हर वर्कर नोड एक या अधिक पॉड्स चलाता है, जो Kubernetes में सबसे छोटी डिप्लॉय करने योग्य इकाइयाँ हैं और एक या अधिक कंटेनरों से मिलकर बनती हैं। 

पॉड्स कंटेनरों के लिए तार्किक होस्ट का काम करते हैं और एक ही नेटवर्क और स्टोरेज साझा करते हैं, जिससे पॉड के भीतर कंटेनरों के बीच संचार आसान हो जाता है। पॉड्स स्वभाव से अल्पजीवी होते हैं, यानी एप्लिकेशन की ज़रूरत के अनुसार इन्हें डायनेमिक रूप से बनाया, नष्ट या प्रतिलिपि किया जा सकता है।

Kubernetes आर्किटेक्चर का अवलोकन। स्रोत: Kubernetes.io

Kubernetes शक्तिशाली API और टूल्स का एक सुइट प्रदान करके इंफ्रास्ट्रक्चर प्रबंधन की जटिलता को एब्स्ट्रैक्ट कर देता है। यह वर्कलोड वितरित करके, माँग के आधार पर संसाधनों को स्केल करके, और कंटेनर फेल होने पर उन्हें रीस्टार्ट करके एप्लिकेशन को सुचारू रूप से चलाए रखता है। 

Kubernetes आपके एप्लिकेशनों की डिज़ायर्ड स्टेट भी मैनेज करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि पॉड्स की संख्या और उनकी कॉन्फ़िगरेशन हमेशा आपके निर्दिष्ट मान से मेल खाएँ, और व्यवधान स्वतः ठीक हो जाएँ। यह ऑटोमेशन इन्फ्रास्ट्रक्चर प्रबंधन के लिए आवश्यक मैनुअल प्रयास को कम करता है और आपके एप्लिकेशनों की रीलायबिलिटी और रेज़िलिएंस को बढ़ाता है।

Kubernetes की विशेषताएँ

• स्वचालित स्केलिंग: Kubernetes संसाधन-आवश्यकताओं के आधार पर एप्लिकेशन को स्वतः स्केल कर सकता है, उपयोग को अनुकूलित करता है और प्रदर्शन को स्थिर रखता है।
• लोड बैलेंसिंग: Kubernetes आने वाले नेटवर्क ट्रैफ़िक को कई कंटेनरों में प्रभावी ढंग से वितरित करता है, जिससे उपलब्धता और रेज़िलिएंस सुनिश्चित होती है।
• सर्विस डिस्कवरी: Kubernetes कंटेनरों को स्वतः खोजने के लिए सेवाएँ प्रदान करता है, जिससे एंडपॉइंट्स को मैन्युअली मैनेज करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
• रोलिंग अपडेट्स: Kubernetes न्यूनतम डाउनटाइम के साथ एप्लिकेशन अपडेट करने देता है, जिससे अपग्रेड के दौरान स्थिरता और विश्वसनीयता बनी रहती है।

Kubernetes बनाम Docker: मुख्य अंतर

अब हमारे पास Docker और Kubernetes की बेहतर समझ है, तो आइए उनके मुख्य अंतर उजागर करते हैं:

1. उद्देश्य और फ़ंक्शन

कंटेनरीकरण प्रक्रिया में Docker और Kubernetes अलग समस्याएँ हल करते हैं। Docker कंटेनर बनाने, शिप करने और चलाने के लिए उपयोग होता है—यह एप्लिकेशन के लिए आइसोलेटेड एनवायरनमेंट बनाने का साधन प्रदान करता है। 

दूसरी ओर, Kubernetes कंटेनरों का ऑर्केस्ट्रेशन करता है, यानी बड़े संग्रहों के कंटेनरों को मैनेज करने, स्केल करने और उनकी सुचारू कार्यप्रणाली सुनिश्चित करने में मदद करता है।

2. कंटेनर प्रबंधन

Docker व्यक्तिगत कंटेनरों को मैनेज करता है, जबकि Kubernetes क्लस्टर्स में कई कंटेनरों को मैनेज करता है। 

Docker Docker Compose और Docker Swarm के माध्यम से बुनियादी ऑर्केस्ट्रेशन क्षमताएँ प्रदान करता है, पर Kubernetes ऑर्केस्ट्रेशन को अगली स्तर पर ले जाता है और हज़ारों कंटेनरों वाले जटिल परिदृश्यों को संभालता है।

3. एप्लिकेशन ऑर्केस्ट्रेशन

उन्नत ऑर्केस्ट्रेशन के संदर्भ में, Kubernetes सेल्फ-हीलिंग, लोड बैलेंसिंग, ऑटोमेटेड रोलआउट्स, और स्केलिंग जैसी सुविधाएँ प्रदान करता है। 

Docker Swarm Docker का अपना ऑर्केस्ट्रेशन टूल है, लेकिन उन्नत क्षमताओं और व्यापक इकोसिस्टम सपोर्ट के कारण बड़े, जटिल एनवायरनमेंट के ऑर्केस्ट्रेशन के लिए Kubernetes पसंदीदा समाधान बनकर उभरा है।

Docker बनाम Kubernetes। स्रोत: Alex Xu / ByteByteGo

Docker के उपयोग के मामले

Docker के बारे में उपरोक्त जानकारी के साथ, इसके कुछ सामान्य उपयोग मामलों पर नज़र डालें:

1. लोकल डेवलपमेंट और टेस्टिंग

लोकल डेवलपमेंट के लिए Docker अमूल्य है। डेवलपर्स प्रोडक्शन सेटिंग्स की नकल करने वाले कंटेनरीकृत एनवायरनमेंट बना सकते हैं, जिससे सॉफ़्टवेयर डेवलपमेंट लाइफसाइकल में एक जैसा व्यवहार सुनिश्चित होता है।

2. हल्के एप्लिकेशन

ऐसे सरल उपयोग मामलों के लिए Docker उत्कृष्ट विकल्प है जहाँ ऑर्केस्ट्रेशन की आवश्यकता नहीं है। छोटे पैमाने के एप्लिकेशन चलाने या स्टैंडअलोन सेवाएँ डिप्लॉय करने जैसे परिदृश्यों में इसकी सादगी चमकती है।

3. CI/CD पाइपलाइन्स

Docker का व्यापक उपयोग Continuous Integration और Continuous Deployment (CI/CD) पाइपलाइनों में होता है। यह सुनिश्चित करता है कि हर चरण—कोड निर्माण से लेकर टेस्टिंग तक—एक स्थिर, पुनरुत्पादनशील एनवायरनमेंट में हो, जिससे प्रोडक्शन में अप्रत्याशितताओं की संभावना कम हो जाती है।

Kubernetes के उपयोग के मामले

Kubernetes का उपयोग आम तौर पर निम्नलिखित परिदृश्यों में किया जाता है:

1. बड़े पैमाने पर कंटेनरीकृत एप्लिकेशन का प्रबंधन

Kubernetes बड़े पैमाने के एनवायरनमेंट में बेहतरीन काम करता है। यह वितरित क्लस्टर के कई नोड्स में हज़ारों कंटेनरों को मैनेज कर सकता है। Spotify और Airbnb जैसी संस्थाएँ अपनी जटिल माइक्रोसर्विस-आधारित एप्लिकेशनों को सुचारू रूप से चलाने के लिए Kubernetes का उपयोग करती हैं।

2. स्वचालित स्केलिंग और रेज़िलिएंस

Kubernetes कंटेनरों को स्वतः स्केल करता है, सिस्टम आवश्यकताओं के आधार पर बदलती माँगों का डायनेमिक रूप से जवाब देता है। इसके अतिरिक्त, Kubernetes में बिल्ट-इन सेल्फ-हीलिंग मैकेनिज़्म होते हैं—फेल हुए कंटेनरों को रीस्टार्ट करना और अनुत्तरदायी नोड्स को बदलना—ताकि एप्लिकेशन अपटाइम बना रहे।

3. माइक्रोसर्विस आर्किटेक्चर

प्रोडक्शन एनवायरनमेंट में माइक्रोसर्विस मैनेज करने के लिए Kubernetes आदर्श है। कई सेवाओं और उनकी डिपेंडेंसी को मैनेज करने, साथ ही उनके बीच संचार को सुगम बनाने की इसकी क्षमता इसे जटिल, वितरित एप्लिकेशनों के लिए उपयुक्त बनाती है।

क्या Kubernetes और Docker साथ काम कर सकते हैं?

अब तक यह स्पष्ट हो गया होगा कि Docker और Kubernetes एक साथ काम करने के लिए ही बने हैं। 

Kubernetes व्यक्तिगत कंटेनरों को चलाने के लिए कंटेनर रनटाइम्स का उपयोग करता है, और पारंपरिक रूप से Docker उन रनटाइम्स में से एक रहा है। हालाँकि Kubernetes और Docker की भूमिकाएँ अलग हैं, वे एक-दूसरे के साथ बेहतरीन काम करते हैं! Docker कंटेनर बनाता और चलाता है, जबकि Kubernetes उन कंटेनरों का क्लस्टर्स में ऑर्केस्ट्रेशन करता है।

Docker Swarm बनाम Kubernetes

Docker Swarm, Docker का नैटिव ऑर्केस्ट्रेशन टूल है, जो सरल और कम मांग वाले एनवायरनमेंट के लिए उपयुक्त है। 

हालाँकि, समृद्ध फीचर सेट, स्केलेबिलिटी और सशक्त समुदाय समर्थन के कारण कंटेनर ऑर्केस्ट्रेशन के लिए Kubernetes उद्योग मानक बन चुका है। Docker Swarm सेटअप करने में आसान है, लेकिन Kubernetes अधिक उन्नत ऑर्केस्ट्रेशन सुविधाएँ और लचीलापन प्रदान करता है।

Kubernetes और Docker में से चुनना

संक्षेप में, Docker, Kubernetes या दोनों में से कब किसे चुनना चाहिए? चयन में आपकी मदद के लिए कुछ सामान्य दिशानिर्देश प्रस्तुत हैं। 

Kubernetes कब उपयोग करें

Kubernetes जटिल, बड़े पैमाने के एनवायरनमेंट मैनेज करने के लिए आदर्श है। यदि आप माइक्रोसर्विस आर्किटेक्चर बना रहे हैं या न्यूनतम डाउनटाइम के साथ एप्लिकेशन को डायनेमिक रूप से स्केल करने की आवश्यकता है, तो यह पसंदीदा विकल्प है। वितरित सिस्टम का ऑर्केस्ट्रेशन करने की इसकी क्षमता इसे बड़े, अधिक जटिल डिप्लॉयमेंट के लिए इंडस्ट्री स्टैंडर्ड बनाती है।

Docker कब उपयोग करें

Docker छोटे, स्टैंडअलोन एप्लिकेशन विकसित करने या ऐसे एनवायरनमेंट के लिए उपयुक्त है जहाँ ऑर्केस्ट्रेशन आवश्यक नहीं है। व्यक्तिगत प्रोजेक्ट, लोकल डेवलपमेंट, या ऐसे हल्के ऐप्स जिनमें कई नोड्स पर स्केल करने की ज़रूरत नहीं, के लिए Docker आपकी सभी ज़रूरतें पूरी करता है।

Kubernetes और Docker साथ में कब उपयोग करें

जैसा उल्लेख किया, कुछ स्थितियों में Kubernetes और Docker को साथ में (और करना भी चाहिए) उपयोग किया जा सकता है। 

उदाहरण के लिए, डेवलपर्स अक्सर विकास के दौरान एप्लिकेशन को Docker से कंटेनराइज़ करते हैं और फिर प्रोडक्शन में Kubernetes से उन कंटेनरों को डिप्लॉय और ऑर्केस्ट्रेट करते हैं। यह वर्कफ़्लो टीमों को विकास के लिए Docker की सादगी और ऑर्केस्ट्रेशन के लिए Kubernetes की उन्नत सुविधाओं का लाभ लेने देता है।

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निष्कर्ष

Kubernetes और Docker दोनों कंटेनरीकरण के लिए आवश्यक टूल हैं, पर वे अलग उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं। 

Docker कंटेनर बनाना और चलाना आसान बनाता है, जिससे यह लोकल डेवलपमेंट और हल्के एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त है। दूसरी ओर, Kubernetes बड़े पैमाने पर उन कंटेनरों का ऑर्केस्ट्रेशन करने के लिए एक सशक्त प्लेटफ़ॉर्म है, जो जटिल, वितरित एनवायरनमेंट को मैनेज करने में अनिवार्य है।

आखिरकार, Kubernetes और Docker के बीच चयन आपके प्रोजेक्ट की ज़रूरतों पर निर्भर करता है—छोटे पैमाने के डेवलपमेंट एनवायरनमेंट Docker से लाभान्वित होते हैं, जबकि बड़े पैमाने के प्रोडक्शन सिस्टम प्रभावी ऑर्केस्ट्रेशन के लिए Kubernetes की माँग करते हैं। कई मामलों में ये टूल एक-दूसरे के पूरक हैं और आधुनिक एप्लिकेशन बनाने व डिप्लॉय करने के लिए समग्र दृष्टिकोण प्रदान करते हैं।

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