Kubernetes vs Docker: verschillen die elke developer moet kennen

Wat is Docker?

Docker is een open-sourceplatform dat een lichte, draagbare manier biedt om containers te maken, te deployen en te beheren. In tegenstelling tot traditionele virtuele machines pakken Docker-containers alles in—waaronder de applicatiecode, runtime, systeemplug-ins en libraries—zodat applicaties consistent draaien in verschillende omgevingen.

Hoe Docker werkt

Docker werkt door containers te creëren, die, zoals we al zagen, lichte pakketten zijn die alle componenten bevatten die nodig zijn om een applicatie te draaien.

Containers worden gebouwd op basis van Docker-images, die fungeren als blauwdruk en bepalen wat er in elke container zit. Een Docker-image kan een besturingssysteem, applicatiebinaries en configuratiebestanden bevatten, waardoor omgevingen makkelijk te reproduceren zijn. 

Zodra een image is gemaakt, kunnen developers Docker gebruiken om containers te draaien op basis van die image. Een van de grootste sterke punten van Docker is de eenvoud en consistentie: waar een container ook draait—op de lokale machine van een developer, in een on-premises datacenter of in de cloud—het gedrag blijft hetzelfde. 

Overzicht van de Docker-architectuur. Beeldbron: Docker-documentatie

Het volgende voorbeeld geeft een overzicht van hoe Docker-images worden geïmplementeerd. Bekijk de Dockerfile hieronder:

# 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"]

Een Dockerfile is een script met een reeks instructies voor Docker om een image te bouwen, die vervolgens gebruikt kan worden om een container te creëren.

Nadat je een Dockerfile in je project hebt aangemaakt, is de volgende stap het bouwen van de Docker-image. Dit doe je met het commando docker build, dat de instructies in de Dockerfile leest om de image samen te stellen. 

Als je bijvoorbeeld docker build -t my-app . in de terminal draait, vertel je Docker om een image met de tag my-app te bouwen vanuit de huidige directory (aangegeven door .).

Tijdens het buildproces voert Docker elke stap in de Dockerfile uit, zoals het pullen van de base image, het installeren van afhankelijkheden en het kopiëren van de applicatiecode naar de image. Zodra de image is gebouwd, dient deze als sjabloon die hergebruikt kan worden om meerdere containers te maken.

Nadat de image succesvol is gebouwd, kun je er containers van maken en draaien met het commando docker run. Zo start docker run my-app een nieuwe container op basis van de my-app-image en lanceert je applicatie binnen de geïsoleerde omgeving die Docker biedt.

Wil je meer leren over veelgebruikte Docker-commando’s en best practices in de industrie? Bekijk dan de blog Docker for Data Science: An Introduction.

Features van Docker

• Draagbaarheid: Docker-containers kunnen consistent draaien op verschillende systemen, wat zorgt voor een naadloze ervaring in ontwikkel-, test- en productieomgevingen.
• Eenvoudig in gebruik: De command-line interface en uitgebreide toolset van Docker maken het toegankelijk voor developers, ook voor wie nieuw is met containerisatie.
• Lichtgewicht: Docker-containers delen dezelfde OS-kernel, waardoor de resource-overhead lager is dan bij volledige virtuele machines.
• Snelle opstarttijden: Docker-containers kunnen in seconden worden gestart, wat ze zeer geschikt maakt voor applicaties die snel op- en afgeschaald moeten worden.

Bekijk de Docker-cheat sheet van DataCamp voor een overzicht van alle beschikbare Docker-commando’s.

Wat is Kubernetes?

Kubernetes is een krachtig open-sourceplatform voor containerorkestratie dat is ontworpen om gecontaineriseerde applicaties te beheren over clusters van machines. 

Kubernetes—oorspronkelijk ontwikkeld door Google en vaak K8s genoemd—regelt de uitrol, het schalen en de operatie van applicatiecontainers, en is daarmee een essentiële tool voor het beheren van containers op schaal.

Evolutie van deploymentstrategieën in de tijd. Beeldbron: Kubernetes.io

Hoe Kubernetes werkt

Kubernetes is opgebouwd rond het concept van clusters, nodes en pods, en vormt zo een gelaagde architectuur die flexibiliteit en schaalbaarheid biedt. Een cluster vertegenwoordigt de volledige infrastructuur en bestaat uit meerdere nodes (virtuele of fysieke machines). 

Deze nodes werken samen om gecontaineriseerde applicaties te hosten en te beheren. Nodes kunnen master-nodes zijn, die het cluster aansturen en beheren, of worker-nodes, die de applicatieworkloads draaien. De master-node is verantwoordelijk voor het beheren van de clusterstaat, het nemen van scheduling-beslissingen en het monitoren van de gezondheid.

Elke worker-node draait een of meer pods, de kleinste deploybare eenheden in Kubernetes, die bestaan uit een of meer containers. 

Pods fungeren als logische hosts voor containers en delen hetzelfde netwerk en dezelfde opslag, wat de communicatie tussen containers binnen een pod vereenvoudigt. Pods zijn van nature vluchtig: ze kunnen dynamisch worden gemaakt, vernietigd of gerepliceerd op basis van de behoeften van de applicatie.

Overzicht van de Kubernetes-architectuur. Beeldbron: Kubernetes.io

Kubernetes abstraheert de complexiteit van infrastructuurbeheer door een krachtige API en een reeks tools te bieden om gecontaineriseerde applicaties te beheren. Het houdt applicaties soepel draaiende door workloads te verdelen, resources te schalen op basis van vraag en containers te herstarten als ze falen. 

Kubernetes beheert ook de gewenste staat van je applicaties en zorgt ervoor dat het aantal pods en hun configuratie altijd overeenkomen met wat jij specificeert, en dat verstoringen automatisch worden gecorrigeerd. Deze automatisering vermindert handmatig beheer en verhoogt de betrouwbaarheid en veerkracht van je applicaties.

Features van Kubernetes

• Automatisch schalen: Kubernetes kan applicaties automatisch schalen op basis van resourcevraag, waardoor gebruik wordt geoptimaliseerd en prestaties consistent blijven.
• Load balancing: Kubernetes verdeelt inkomend netwerkverkeer effectief over meerdere containers, wat beschikbaarheid en veerkracht garandeert.
• Service discovery: Kubernetes biedt services om containers automatisch te ontdekken, waardoor je endpoints niet handmatig hoeft te beheren.
• Rolling updates: Kubernetes maakt het mogelijk om applicaties met minimale downtime te updaten, wat stabiliteit en betrouwbaarheid tijdens upgrades waarborgt.

Kubernetes vs Docker: kernverschillen

We begrijpen nu beter wat Docker en Kubernetes zijn, dus is het tijd om hun belangrijkste verschillen te benadrukken:

1. Doel en functie

Docker en Kubernetes lossen verschillende problemen op in het containerisatieproces. Docker wordt gebruikt voor het bouwen, verpakken en draaien van containers—het biedt de middelen om geïsoleerde omgevingen voor applicaties te creëren. 

Kubernetes richt zich daarentegen op de orkestratie van containers; het helpt grote verzamelingen containers te beheren, te schalen en soepel te laten draaien.

2. Containermanagement

Docker beheert individuele containers, terwijl Kubernetes meerdere containers over clusters heen beheert. 

Docker biedt basis-orkestratie via Docker Compose en Docker Swarm, maar Kubernetes tilt orkestratie naar een hoger niveau en kan complexe scenario’s met duizenden containers aan.

3. Applicatieorkestratie

Als het gaat om geavanceerde orkestratie, biedt Kubernetes features zoals self-healing, load balancing, geautomatiseerde rollouts en schaling. 

Docker Swarm is Docker’s eigen orkestratietool, maar Kubernetes is uitgegroeid tot de voorkeursoplossing voor het orkestreren van grootschalige, complexe omgevingen dankzij de geavanceerde mogelijkheden en bredere ecosysteemondersteuning.

Docker vs Kubernetes. Beeldbron: Alex Xu / ByteByteGo

Use cases voor Docker

Met de bovenstaande informatie over Docker in gedachten, zijn dit enkele van de meest voorkomende use cases:

1. Lokale ontwikkeling en testen

Docker is onmisbaar voor lokale development. Developers kunnen gecontaineriseerde omgevingen creëren die productieomgevingen nabootsen, zodat gedrag consistent blijft gedurende de hele softwarelevenscyclus.

2. Lichtgewicht applicaties

Docker is een uitstekende keuze voor eenvoudigere use cases die geen orkestratie vereisen. De eenvoud komt tot zijn recht in scenario’s zoals het draaien van kleinschalige applicaties of het uitrollen van standalone services.

3. CI/CD-pijplijnen

Docker wordt veel gebruikt in Continuous Integration en Continuous Deployment (CI/CD)-pijplijnen. Het zorgt ervoor dat elke stap—van code schrijven tot testen—plaatsvindt in een consistente, reproduceerbare omgeving, wat leidt tot minder verrassingen in productie.

Use cases voor Kubernetes

Kubernetes wordt het vaakst gebruikt in de volgende scenario’s:

1. Beheer van grootschalige gecontaineriseerde applicaties

Kubernetes blinkt uit in grootschalige omgevingen. Het kan duizenden containers beheren over veel nodes in een gedistribueerd cluster. Organisaties zoals Spotify en Airbnb gebruiken Kubernetes om hun complexe, op microservices gebaseerde applicaties soepel te laten draaien.

2. Automatisch schalen en veerkracht

Kubernetes schaalt automatisch containers op basis van systeemvereisten en reageert dynamisch op schommelende vraag. Daarnaast heeft Kubernetes ingebouwde self-healing—het herstart mislukte containers en vervangt niet-reagerende nodes om de uptime van applicaties te behouden.

3. Microservices-architectuur

Kubernetes is ideaal voor het beheren van microservices in productieomgevingen. Het vermogen om talloze services en hun afhankelijkheden te beheren en de communicatie ertussen te faciliteren, maakt het perfect voor complexe, gedistribueerde applicaties.

Kunnen Kubernetes en Docker samenwerken?

Intussen is het duidelijk dat Docker en Kubernetes bedoeld zijn om samen te werken. 

Kubernetes gebruikt container runtimes om individuele containers te draaien, en Docker was traditioneel een van die runtimes. Hoewel Kubernetes en Docker verschillende rollen hebben, werken ze juist heel goed samen! Docker bouwt en draait containers, terwijl Kubernetes die containers over clusters orkestreert.

Docker Swarm vs Kubernetes

Docker Swarm is Docker’s eigen orkestratietool, geschikt voor eenvoudigere en minder veeleisende omgevingen. 

Kubernetes is echter uitgegroeid tot de industriestandaard voor containerorkestratie dankzij het rijkere featurepakket, de schaalbaarheid en de sterke community. Hoewel Docker Swarm eenvoudiger op te zetten is, biedt Kubernetes geavanceerdere orkestratiefuncties en meer flexibiliteit.

Kiezen tussen Kubernetes en Docker

Samengevat: wanneer kies je voor Docker, Kubernetes of allebei? Hier zijn enkele algemene richtlijnen om je keuze te maken. 

Wanneer Kubernetes gebruiken

Kubernetes is ideaal voor het beheren van complexe, grootschalige omgevingen. Als je een microservices-architectuur bouwt of applicaties dynamisch wilt schalen met minimale downtime, is dit de voorkeurskeuze. Het vermogen om gedistribueerde systemen te orkestreren maakt het de industriestandaard voor grotere, complexere deployments.

Wanneer Docker gebruiken

Docker is zeer geschikt voor het ontwikkelen van kleine, standalone applicaties of omgevingen waar orkestratie niet nodig is. Voor een persoonlijk project, lokale development of het beheren van lichtgewicht apps zonder te moeten schalen over meerdere nodes, biedt Docker alles wat je nodig hebt.

Wanneer Kubernetes en Docker samen gebruiken

Zoals gezegd kunnen (en moeten) Kubernetes en Docker in bepaalde situaties ook samen worden gebruikt. 

Developers gebruiken bijvoorbeeld vaak Docker om applicaties tijdens de ontwikkeling te containeriseren en die containers vervolgens in productie te deployen en orkestreren met Kubernetes. Deze workflow laat teams profiteren van Docker’s gebruiksgemak voor development en de geavanceerde features van Kubernetes voor orkestratie.

Wil je de wereld jouw Docker-skills laten zien? Als je klaar bent voor certificering, bekijk dan deze Gratis Complete Docker Certification (DCA) Guide voor 2024.

Conclusie

Kubernetes en Docker zijn beide essentiële tools voor containerisatie, maar ze hebben verschillende doelen. 

Docker maakt het eenvoudig om containers te maken en te draaien, wat het ideaal maakt voor lokale ontwikkeling en lichtgewicht applicaties. Kubernetes daarentegen is een robuust platform om die containers op schaal te orkestreren, en daarmee onmisbaar voor het beheren van complexe, gedistribueerde omgevingen.

Uiteindelijk hangt de keuze tussen Kubernetes en Docker af van de behoeften van je project—kleinschalige ontwikkelomgevingen profiteren van Docker, terwijl grootschalige productiesystemen Kubernetes nodig hebben voor effectieve orkestratie. In veel gevallen vullen deze tools elkaar aan en bieden ze samen een complete aanpak voor het bouwen en deployen van moderne applicaties.

Ben je klaar om je skills te verdiepen? Bekijk Introduction to Kubernetes en Intermediate Docker op DataCamp om je begrip en praktische expertise te vergroten.