Kubernetes 和 Docker Swarm：现代 DevOps 的理想容器编排工具

大规模部署云原生应用不再是可有可无的，而是敏捷交付和快速创新的必需品。

Kubernetes和 Docker Swarm等容器编排工具可以自动化部署、扩展和管理微服务的繁重工作，从而提高可靠性并大幅降低运营开销。

在本指南中，您将了解每个平台的工作原理、差异之处，以及——最重要的是——如何为您的技术栈选择合适的平台。

1. 容器编排为何重要
   在深入研究Kubernetes 和 Docker Swarm之前，请先思考一下核心挑战：

一旦容器数量超过一定数量，手动协调就会变得混乱。容器编排工具通过以下方式解决这个问题：

自动在最适合的节点上调度容器
在几秒钟内扩大或缩小工作负载
无需人工干预即可修复故障容器
零停机时间推出更新

由于Kubernetes 和 Docker Swarm都满足这些需求，因此决策通常归结为复杂性容忍度、生态系统偏好和未来增长计划。

1. Kubernetes 概述

Kubernetes 最初由 Google 开发，现由 CNCF 管理。它提供了一个开源的模块化框架，在大型复杂环境中表现出色。它提供：

通过 YAML 部署进行声明式配置
自我修复并自动重启的 Pod
水平 Pod 自动缩放以应对流量高峰
通过自定义控制器和运算符实现扩展
因此，预期快速扩张或复杂网络的企业通常会在可用的容器编排工具中青睐 Kubernetes 。

1. Docker Swarm 概述
   相反，Docker Swarm 是 Docker 的原生集群解决方案。只需一个 docker swarm init 命令，即可将多个主机转换为统一的集群。主要优势包括：

简单——对于熟悉 Docker 的团队来说，学习曲线极小
集成 CLI — 除了 Docker Engine 之外无需额外的二进制文件
快速配置——几分钟内即可建立集群
跨副本的内置负载平衡

因此，寻求快速胜利和直接管理的团队往往会倾向于使用Docker Swarm，欣赏其精益的容器调度方法。

1. 安装：简易性与灵活性
   Kubernetes：多种安装程序（kubeadm、kOps、kind）提供了跨云和本地数据中心的灵活性。然而，它们需要具备网络、证书和基于角色的访问控制方面的应用知识。

Docker Swarm：安装 Docker Engine 后，只需选择一个管理节点并加入工作节点即可。片刻之后，您便拥有了一个可运行的集群。

简而言之，Kubernetes 和 Docker Swarm都可以干净地安装；尽管如此，Swarm 的引导速度显然更快，而 Kubernetes 则通过更丰富的定制来奖励额外的努力。

5.图形用户界面
Kubernetes Dashboard提供了一个基于 Web 的原生 UI，用于监控部署、作业和守护进程集。
Docker Swarm缺少官方 GUI；然而，Portainer 或 Swarmpit 等第三方仪表板弥补了这一差距。

因此，如果您需要内置可视化工具，Kubernetes 会胜出；此外，外部选项意味着容器编排工具可以实现同等功能。

1. 应用程序定义和部署
   Kubernetes：声明式部署定义了 Pod、ReplicaSet 和部署策略。控制器确保实时偏差校正。

Docker Swarm： Docker Compose（版本 3）YAML 文件描述服务。docker stack deploy 然后在整个集群范围内分发容器。

因此，Kubernetes 和 Docker Swarm都采用 YAML，但 Kubernetes 提供更细粒度的控制，而 Swarm 则倾向于极简主义。

7.高可用性（HA）
Kubernetes 支持采用堆叠式或外部 etcd 拓扑的多主服务器设置，从而消除单点故障。

同时，Swarm 嵌入了基于 Raft 的状态存储，该状态存储会在管理节点之间进行复制以维持法定人数。

因此，两个平台都可以满足高可用性要求，不过 Kubernetes 提供了更多高级调整选项。

1. 网络
   Kubernetes：扁平化的 Pod 到 Pod 网络，为每个 Pod 提供 IP 地址。Calico、Cilium 或 Flannel 可以强制执行策略和加密。

Docker Swarm：每个节点都承载一个桥接网络，以及一个横跨集群的覆盖网络，从而实现加密的服务到服务流量。

虽然它们的理念不同，但容器编排工具必须确保安全通信，并且都通过覆盖或插件来交付。

1. 监控和日志记录

Kubernetes开箱即用，可与 Prometheus、Grafana 和 Elasticsearch 无缝集成。相比之下，Swarm 完全依赖于 cAdvisor 或 InfluxDB 等外部工具，且手动设置略多。

由于可观察性决定了正常运行时间，因此优先考虑交钥匙指标的组织通常会选择 Kubernetes。

1. 在 Kubernetes 和 Docker Swarm 之间进行选择
   以下是一个快速决策矩阵：

最终，Kubernetes 和 Docker Swarm仍然是市场上最受认可的两款容器编排工具。