Docker مقابل Kubernetes: ما الفرق وأيهما تحتاج؟

غالبًا ما يتم ذكر Docker وKubernetes معًا، لكنهما ليسا تقنيتين متنافستين بشكل مباشر. فكل منهما يحل مشكلة مختلفة في دورة تطوير ونشر التطبيقات.

يركز Docker على تغليف التطبيقات وتشغيلها داخل الحاويات. بينما يركز Kubernetes على إدارة وتنظيم أحمال العمل التي تعمل داخل الحاويات عبر مجموعة من الخوادم.

وهذا الفرق مهم عند اختيار بنية التطبيق. فقد يكون تطبيق ويب صغير مناسبًا تمامًا للعمل باستخدام Docker وDocker Compose، بينما قد تستفيد منصة كبيرة تحتوي على خدمات متعددة ونشر آلي ومتطلبات للتعافي والتوسع من Kubernetes.

لذلك فإن السؤال الصحيح ليس ببساطة: Docker أم Kubernetes؟ بل: ما مقدار إدارة الحاويات والتنظيم الذي يحتاجه تطبيقك فعليًا؟

Docker مقابل Kubernetes في لمحة

ما هو Docker؟

Docker هو منصة لبناء التطبيقات وتشغيلها داخل الحاويات. تعمل الحاوية على تجميع التطبيق والاعتماديات ومكونات التشغيل المطلوبة له ضمن بيئة قابلة للنقل، مع مشاركة نواة نظام التشغيل المضيف.

على سبيل المثال، يمكن لتطبيق أعمال أن يعتمد على Node.js وPostgreSQL وRedis. وبدلًا من إعداد كل خادم يدويًا بالإصدارات والاعتماديات الصحيحة، يستطيع فريق التطوير تغليف التطبيق وتشغيل الخدمات المساندة باستخدام Docker.

يساعد ذلك على جعل بيئات التطوير والاختبار والإنتاج أكثر اتساقًا.

ما المشكلة التي يحلها Docker؟

يعالج Docker بشكل أساسي مشكلة تغليف التطبيق واتساق بيئة التشغيل.

بدون الحاويات، قد يعمل التطبيق بشكل مختلف على جهاز المطور وخادم الاختبار وبيئة الإنتاج بسبب اختلاف إصدارات runtime أو حزم النظام أو الاعتماديات أو الإعدادات.

باستخدام Docker، يمكن بناء صورة للتطبيق وتشغيلها كحاوية.

الكود المصدري
    ↓
Dockerfile
    ↓
Docker Image
    ↓
Container
    ↓
بيئة تشغيل التطبيق

لكن Docker وحده لا يحول مجموعة من الحاويات تلقائيًا إلى منصة موزعة عالية التوافر. وهنا تظهر أهمية أنظمة التنظيم مثل Kubernetes.

ما هي Docker Images وما هي Containers؟

Docker Image هي حزمة غير قابلة للتغيير تحتوي على التطبيق وطبقات نظام الملفات المطلوبة لتشغيله.

أما Container فهي نسخة تشغيلية يتم إنشاؤها من تلك الصورة.

فعلى سبيل المثال، يمكن للشركة بناء إصدار واحد من تطبيق الويب ثم تشغيل عدة حاويات من الصورة نفسها.

يساعد هذا الفصل على جعل عمليات النشر أكثر قابلية للتكرار، لأن الصورة نفسها يمكن نقلها بين بيئات التطوير والاختبار والإنتاج.

ما هو Docker Compose؟

يساعد Docker Compose في تعريف وتشغيل عدة حاويات مرتبطة ببعضها كتطبيق واحد.

قد يحتوي تطبيق SaaS مثلًا على واجهة أمامية وواجهة API وقاعدة PostgreSQL وخدمة Redis وعامل لمعالجة المهام الخلفية.

بدل تشغيل كل خدمة بشكل منفصل، يمكن تعريف البيئة وتشغيل الخدمات معًا باستخدام Compose.

وهذا يجعله مناسبًا جدًا للتطوير المحلي والاختبار وبعض عمليات النشر البسيطة.

لكن Docker Compose ليس بديلًا مباشرًا لـKubernetes؛ إذ يركز Compose على تشغيل وإدارة بيئة متعددة الحاويات، بينما يوفر Kubernetes نموذجًا أوسع لتنظيم أحمال العمل عبر مجموعة من الخوادم.

ما هو Kubernetes؟

Kubernetes هو منصة مفتوحة المصدر لتنظيم الحاويات وأتمتة نشرها وتوسيعها وإدارتها.

بدل الاعتماد على الإدارة اليدوية لكل حاوية، يحدد الفريق الحالة المطلوبة للتطبيق، ويعمل Kubernetes على الحفاظ على هذه الحالة قدر الإمكان.

فعلى سبيل المثال، يمكن تحديد عدد من النسخ المطلوبة لخدمة API. إذا توقفت إحدى النسخ، يستطيع Kubernetes اكتشاف الفرق بين الحالة الحالية والحالة المطلوبة ومحاولة استعادة الخدمة.

ما المشكلة التي يحلها Kubernetes؟

تظهر قيمة Kubernetes عندما تصبح إدارة الحاويات يدويًا معقدة.

تخيل منصة تجارة إلكترونية تحتوي على خدمات للمصادقة والمنتجات والطلبات والدفع والإشعارات والبحث. أثناء حملة تسويقية كبيرة، قد تحتاج خدمة الطلبات إلى موارد أكبر بكثير من خدمة الإشعارات.

إدارة هذه الخدمات يدويًا عبر عدة خوادم يمكن أن تصبح معقدة بسرعة.

يوفر Kubernetes آليات للجدولة واكتشاف الخدمات والتوسع والنشر التدريجي وفحوصات الصحة والتعافي من الأعطال.

الفرق الأساسي بين Docker وKubernetes

يمكن تبسيط العلاقة بينهما كالتالي:

Docker يقوم بتغليف وتشغيل أحمال العمل، بينما Kubernetes يقوم بتنسيق وإدارة أحمال العمل عبر البنية التحتية.

يجيب Docker عن أسئلة مثل: كيف نغلف التطبيق؟ وكيف نوحد بيئة التشغيل؟ وكيف نشغل التطبيق داخل حاوية؟

بينما يجيب Kubernetes عن أسئلة مثل: أين يجب تشغيل الحمل؟ وكم نسخة نحتاج؟ وماذا يحدث عند فشل إحدى النسخ؟ وكيف تتواصل الخدمات؟ وكيف يتم تنفيذ النشر التدريجي؟

الحاويات وPods ليست الشيء نفسه

من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن Kubernetes يستبدل Docker فقط بنوع آخر من الحاويات.

يقدم Kubernetes مفهوم Pod، وهو أصغر وحدة قابلة للنشر في Kubernetes ويمكن أن تحتوي على حاوية واحدة أو أكثر تشترك في سياق الشبكة والتخزين.

في كثير من التطبيقات تحتوي الـPod على حاوية التطبيق الرئيسية، ويمكن تشغيل عدة Pods لتوفير نسخ متعددة من الحمل.

التوسع: Docker مقابل Kubernetes

إذا ارتفع عدد الطلبات على API بشكل مفاجئ، فقد تحتاج بيئة Docker البسيطة إلى إجراءات تشغيلية واضحة لإضافة الموارد أو تشغيل نسخ إضافية.

يوفر Kubernetes آليات مثل Deployments وHorizontal Pod Autoscaling للمساعدة في الاستجابة لتغير الأحمال عند إعداد البنية التحتية والمقاييس المطلوبة.

لكن Kubernetes لا يجعل التطبيق قابلًا للتوسع تلقائيًا. فقد تظل قاعدة البيانات أو الاستعلامات أو التخزين أو الخدمات الخارجية عوامل تحد من الأداء.

النشر التدريجي

كلما زاد حجم التطبيق، أصبحت استراتيجية النشر أكثر أهمية.

عند إطلاق إصدار جديد من بوابة العملاء، قد يكون استبدال جميع النسخ القديمة في اللحظة نفسها مخاطرة غير ضرورية.

يمكن لـKubernetes Deployments إدارة عمليات النشر التدريجي، بحيث يتم تشغيل النسخ الجديدة واستبدال النسخ القديمة بطريقة منظمة وفق الاستراتيجية المحددة.

التعافي الذاتي وفحوصات الصحة

يجب أن تكون التطبيقات الإنتاجية مستعدة للأعطال.

قد تتوقف الحاوية بسبب خطأ في التطبيق أو ضغط على الذاكرة أو مشكلة في إحدى الخدمات التابعة.

يمكن لـKubernetes استخدام Health Probes لتحديد ما إذا كان التطبيق جاهزًا لاستقبال الطلبات أو ما إذا كانت إحدى النسخ غير سليمة.

على سبيل المثال، قد تبدأ API بنجاح لكنها لا تستطيع الوصول إلى خدمة أساسية. ويمكن لـReadiness Probe منع إرسال الطلبات إليها حتى تصبح جاهزة فعلًا.

الشبكات واكتشاف الخدمات

كلما أصبح التطبيق أكثر توزيعًا، ازدادت صعوبة إدارة الشبكات.

قد تحتوي الخدمة على عدة نسخ، وقد تتغير عناوينها عند إعادة تشغيلها أو نقلها إلى خادم آخر.

توفر Kubernetes Services طبقة ثابتة للتعامل مع أحمال العمل، بحيث لا تحتاج الخدمات الأخرى إلى الاعتماد مباشرة على عناوين Pods الفردية.

Docker مقابل Kubernetes في بنية Microservices

يعتبر Docker مناسبًا لتغليف الخدمات الفردية، لكن التغليف وحده لا يحل المشاكل التشغيلية الناتجة عن وجود عدد كبير من الخدمات.

في منصة تحتوي على عشرات الخدمات، قد تحتاج كل خدمة إلى دورة نشر مستقلة، ومتطلبات موارد وفحوصات صحة وسياسات توسع وإعدادات مختلفة.

يمكن لـKubernetes توفير طبقة تنظيم مشتركة لهذه الأحمال.

ومع ذلك، فإن استخدام Kubernetes لا يعني أن التطبيق يجب أن يتحول إلى عشرات الخدمات. يمكن أيضًا تشغيل Modular Monolith داخل الحاويات، وقد يكون هذا الخيار أفضل للكثير من الشركات.

Docker مقابل Kubernetes للتطبيقات الصغيرة

بالنسبة إلى تطبيق أعمال صغير بحركة مرور مستقرة وعدد محدود من الخدمات، قد يضيف Kubernetes تعقيدًا تشغيليًا أكبر من الحاجة الفعلية للتطبيق.

قد يكون Docker Compose أو حل نشر أبسط كافيًا تمامًا في هذه الحالة.

زيادة البنية التحتية لا تعني تلقائيًا تحسين البنية المعمارية.

Docker مقابل Kubernetes للتطبيقات الكبيرة

يصبح Kubernetes أكثر جاذبية عندما تزداد المتطلبات التشغيلية.

قد تحتاج منصة SaaS كبيرة إلى نسخ متعددة من التطبيقات، وتوسع مستقل للخدمات، وتعافٍ آلي، ونشر تدريجي، وجدولة للأحمال، واكتشاف للخدمات وإدارة للموارد.

عند هذه النقطة قد تتجاوز قيمة التنظيم تعقيده الإضافي.

Docker Compose مقابل Kubernetes

Docker Compose مناسب للبيئات متعددة الحاويات البسيطة والتطوير المحلي والنشر المباشر.

أما Kubernetes فهو مصمم لإدارة أحمال العمل داخل مجموعات من الخوادم وتوفير إمكانات أوسع للتوسع والتعافي والنشر والشبكات.

لذلك يجب اختيار الحل بناءً على المتطلبات التشغيلية الفعلية، وليس على أساس أن Kubernetes هو الخيار الأكثر احترافية لمجرد أنه أكثر تعقيدًا.

هل Kubernetes يستبدل Docker؟

ليس بهذه البساطة.

Kubernetes هو منصة لتنظيم أحمال العمل، وليس مجرد بديل لمحرك الحاويات.

تستخدم بيئات Kubernetes الحديثة واجهة Container Runtime Interface ويمكنها تشغيل الحاويات باستخدام runtimes مثل containerd وCRI-O. وفي الوقت نفسه يظل Docker مستخدمًا على نطاق واسع لبناء الصور وإدارة الحاويات في بيئات التطوير.

لذلك فإن القول بأن “Kubernetes يستبدل Docker” يعتبر تبسيطًا مفرطًا للعلاقة بين التقنيتين.

التكلفة والتعقيد التشغيلي

الإمكانات التقنية ليست العامل الوحيد في القرار.

إدارة Kubernetes تضيف مسؤوليات مثل إدارة المجموعة والشبكات والترقيات والمراقبة والأمان والتخزين والتعامل مع حالات الفشل.

يمكن للخدمات المدارة تقليل جزء من هذا العبء، لكنها لا تلغي الحاجة إلى الخبرة في Kubernetes.

ولهذا قد تكون البنية الأبسط أفضل من الناحية الهندسية والاقتصادية للتطبيقات الصغيرة.

Docker وKubernetes يمكن أن يعملا معًا

لا يجب أن يكون الاختيار بين Docker وKubernetes.

يمكن استخدام Docker لبناء صور التطبيقات وتغليفها، ثم تخزين هذه الصور في Container Registry، وبعد ذلك نشرها وإدارتها باستخدام Kubernetes.

كود التطبيق
       ↓
Dockerfile
       ↓
Container Image
       ↓
Container Registry
       ↓
Kubernetes
       ↓
Pods
       ↓
Services
       ↓
المستخدمون

كيف يتعامل Code-Ox مع بنية النشر؟

في Code-Ox، يتم اختيار بنية النشر وفق متطلبات التطبيق الفعلية بدل إضافة مستوى من التعقيد لمجرد توفره.

بالنسبة للتطبيقات المباشرة، يمكن أن يوفر استخدام الحاويات اتساقًا أفضل وسهولة في النشر دون الحاجة إلى طبقة تنظيم معقدة.

أما المنصات الكبيرة التي تحتوي على خدمات موزعة وأحمال متغيرة ومتطلبات أعلى للتوافر والنشر الآلي، فقد يكون تنظيم الحاويات أكثر ملاءمة.

القرار الأفضل يبدأ من تحليل حدود التطبيق وأنماط حركة المرور وتكرار عمليات النشر وقدرات الفريق ومتطلبات البنية التحتية والنمو المستقبلي.

الخلاصة: Docker مقابل Kubernetes

لا ينبغي النظر إلى Docker وKubernetes باعتبارهما نسختين من التقنية نفسها.

Docker يركز على الحاويات: تغليف التطبيقات وبناء الصور وتشغيل أحمال العمل.

Kubernetes يركز على التنظيم: الجدولة والتوسع والشبكات والنشر وإدارة دورة حياة أحمال العمل داخل الحاويات.

بالنسبة إلى التطبيقات الصغيرة، قد يكون Docker مع استراتيجية نشر بسيطة هو القرار الأفضل. أما المنصات المعقدة والموزعة، فقد يوفر Kubernetes القدرات اللازمة لإدارة البنية التشغيلية بكفاءة.

أفضل بنية ليست التي تحتوي على أكبر قدر من البنية التحتية، بل التي تحل المشكلات التشغيلية الحقيقية للتطبيق دون إضافة مشكلات غير ضرورية.

إذا كنت تخطط لتطوير تطبيق ويب أو منصة SaaS أو منظومة API أو نظام موزع، يمكن لـCode-Ox مساعدتك في تصميم بنية التطبيق والنشر وفق متطلبات التوسع والموثوقية والتشغيل الفعلية.