集群管理系統(tǒng)是關(guān)鍵的軟件解決方案，可以在互連機器網(wǎng)絡(luò)中有效分配和利用計算資源。毫無疑問，它們通過確?？蓴U展性、高可用性和有效的資源管理在現(xiàn)代計算中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，這使得它們對于運行復(fù)雜的應(yīng)用程序、管理數(shù)據(jù)中心以及進一步增強分布式計算的能力至關(guān)重要。據(jù)國家電網(wǎng) ESO報道，盡管數(shù)據(jù)中心取得了諸多進步，但其電力消耗仍占全球電力消耗的 1%，而這正是集群管理系統(tǒng)在提高能源效率方面可能發(fā)揮關(guān)鍵作用的地方。

在我們深入了解細節(jié)之前，需要注意的是，本文并不是要宣布某個系統(tǒng)是“更好”的選擇。相反，我們開始比較和對比兩個著名的開源集群管理系統(tǒng)Kubernetes和 Apache Mesos，因為它們有完全不同的方法。我們將揭示他們的獨特特征、優(yōu)勢和劣勢，幫助人們根據(jù)自己的具體需求做出明智的決定。

因此，無論您是一位經(jīng)驗豐富、希望微調(diào)集群管理策略的 IT 專業(yè)人士，還是剛接觸分布式系統(tǒng)世界的新手，都可以加入我們，剖析和探索 Kubernetes 和 Apache Mesos 的迷人領(lǐng)域。這一切都是為了了解細微差別并為您的下一個大型項目做出正確的選擇。

為什么是他們？比較背后的原因

比較 Kubernetes 和 Mesos 是一個戰(zhàn)略選擇，源于它們在集群管理系統(tǒng)領(lǐng)域的突出地位。這兩個開源解決方案贏得了廣泛關(guān)注，擁有龐大的用戶社區(qū)、多樣化的用例以及強大的工具和擴展生態(tài)系統(tǒng)。

雖然確實還有其他可用的集群管理工具，例如 Docker Swarm 或 Nomad，但 Kubernetes 和 Mesos 經(jīng)常在有關(guān)大規(guī)模編排和資源管理的討論中成為頂級競爭者。這種比較是理解不同集群管理系統(tǒng)背后的基本方法和理念的起點。

背景信息：Kubernetes

Kubernetes 誕生于谷歌。它是從他們的內(nèi)部Borg系統(tǒng)及其后代，實驗集群管理器Omega演變而來的。Google 于 2014 年開源了 Kubernetes，從那時起，它就成長為一支具有蓬勃發(fā)展的開源社區(qū)的壓倒性力量。正如Kubernetes Companies 表儀表板中所報道的那樣，其貢獻者包括 Google 本身（過去六個月貢獻了 128 項）、紅帽（109 項）、微軟（55 項）等著名科技公司。

主要特點和概念

Kubernetes 可以被視為核心部分，提供存儲和一套用于構(gòu)建分布式系統(tǒng)的API，并輔以一組強大的內(nèi)置對象和控制器（例如“batteries-included”包）。其一些突出特點包括：

• Pod：Pod 是 Kubernetes 中最小的工作單元，將一個或多個容器分組在一起。

• 服務(wù)：它們幫助應(yīng)用程序相互通信，無論它們位于同一個 Pod 中還是分散在集群中。

• 復(fù)制控制器：它們通過確保運行正確數(shù)量的副本（副本）來保持應(yīng)用程序平穩(wěn)運行。

• 負載均衡：Kubernetes可以將流量均勻分配到應(yīng)用程序副本；它確保用戶獲得流暢的體驗。

Apache Mesos 簡介

Apache Mesos 的旅程始于加州大學(xué)伯克利分校，并于 2010 年開源。最初，它是由博士生 Benjamin Hindman 進行的一個研究項目。隨后，Hindman 與上述 Omega 的作者之一 John Wilkes 進行了很多合作：他們在 Apache Mesos 和 Omega 的設(shè)計上進行了廣泛的合作，盡管他們各自的方法最終在集群管理領(lǐng)域走了不同的道路。現(xiàn)在，Apache Mesos 是一個強大的框架，被 Twitter（現(xiàn)在的 X）和 Airbnb 等公司使用。

主要特點和概念

Mesos 不僅僅涉及容器，還涉及管理整個數(shù)據(jù)中心的 CPU 和內(nèi)存等資源。正如其創(chuàng)建者在白皮書中所述，Mesos 以細粒度的方式分配資源，讓框架通過交替讀取每臺機器上存儲的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)鄰近性。它的一些特點是：

• 資源分配：如上所述，Mesos可以劃分數(shù)據(jù)中心的資源，動態(tài)地將它們分配給應(yīng)用程序。

• 框架：將它們視為不同類型工作負載的專門管理器，例如為大數(shù)據(jù)運行 Spark 或為網(wǎng)站運行 Web 服務(wù)器。

• 容錯性：Mesos 以其彈性而聞名，使用Zookeeper管理硬件故障以實現(xiàn)容錯協(xié)調(diào)，并利用分片技術(shù)在領(lǐng)導(dǎo)者故障后與主機代理同步。

• 多租戶：能夠在同一集群上不間斷地運行不同的工作負載。

總而言之，我們有 Kubernetes（復(fù)雜的容器編排器）和 Mesos（資源分配大師）。這些介紹為深入審視他們的世界奠定了基礎(chǔ)。

比較

架構(gòu)與設(shè)計

Kubernetes和Mesos從不同的角度來處理集群管理。一方面，Mesos主節(jié)點向應(yīng)用程序調(diào)度器（被稱為“框架”）提供選擇接受或拒絕的提議；另一方面，Kubernetes允許客戶端（無論是控制器還是通過CLI）向特定的調(diào)度器提交資源請求（以Pod的形式），以滿足這些請求。

可擴展性和性能

Kubernetes 擅長擴展或縮小應(yīng)用程序。其自動擴展功能可以無縫適應(yīng)不斷變化的工作負載。Kubernetes 還具有內(nèi)置的負載平衡功能，有助于平穩(wěn)分配流量以保持應(yīng)用程序的運行。

Mesos憑借其細粒度的資源分配，展現(xiàn)了出色的性能。它可以非常精確地分配資源，使其適合不同的工作負載。最適合資源分配，保證集群資源的高效利用。

生態(tài)系統(tǒng)和社區(qū)

Kubernetes 擁有龐大且充滿活力的社區(qū)。該生態(tài)系統(tǒng)非常龐大，擁有用于打包應(yīng)用程序的 Helm、用于監(jiān)控的 Prometheus 以及用于可視化的 Grafana 等工具。除此之外，Kubernetes還獲得了谷歌云的GKE、亞馬遜的EKS、微軟Azure的AKS等主要云提供商的廣泛支持。

Mesos 的社區(qū)較小，但仍有其框架和庫的份額。Apache Spark 和 Hadoop 是 Mesos 的一些著名框架。雖然 Kubernetes 獲得了更廣泛的托管服務(wù)支持，但 Mesos 還獲得了包括 Microsoft 和 Oracle 在內(nèi)的各個云提供商的支持，它們分別宣布在其云平臺 Azure 和 Oracle 容器云服務(wù)上支持它。

易于使用和學(xué)習(xí)曲線

Kubernetes 在可用性方面取得了顯著進步，但對于那些不熟悉其生態(tài)系統(tǒng)的人來說，它可能會帶來復(fù)雜性。它需要一些學(xué)習(xí)，特別是有關(guān) YAML 文件及其獨特術(shù)語的學(xué)習(xí)。

另一方面，Mesos 為熟悉 Linux 的人提供了更直接的入門方式。盡管如此，構(gòu)建自定義框架本身也面臨著一系列挑戰(zhàn)，并且需要勤奮。

容錯和高可用性

Kubernetes 具有強大的容錯能力，因為它構(gòu)建在分布式、可靠的鍵值存儲etcd之上。如果 pod 發(fā)生故障，Kubernetes 會將其復(fù)活。

Mesos 處理故障的方式類似，因為它依賴Zookeeper，其用例與 Kubernetes 類似，但容錯能力通常取決于您使用的框架。

安全

Kubernetes 提供強大的安全功能，包括基于角色的訪問控制、網(wǎng)絡(luò)策略和 Pod 安全策略。

Mesos 具有框架隔離和身份驗證等安全措施。它確保您的框架不會互相踐踏。

可能的選擇是什么？

Kubernetes 和 Apache Mesos 之間的選擇取決于多種因素，包括特定用例、要求和組織環(huán)境。沒有一個通用的答案，因為兩種集群管理系統(tǒng)都有其優(yōu)點和缺點。以下是一些有助于做出明智決定的注意事項：

如果最重要的是以下幾點，請選擇 Kubernetes：

• 容器編排

• 社區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)

• 使用方便

• 標準化

如果您看重以下方面，請選擇 Apache Mesos：

• 資源靈活性

• 多租戶

• 高級用例

• 定制化

• 遺留集成

最終，選擇取決于具體要求、現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和團隊的專業(yè)知識。在某些情況下，組織甚至可能選擇在其環(huán)境中同時使用 Kubernetes 和 Mesos，每種服務(wù)都有不同的用途。在做出決定之前，徹底評估這兩個系統(tǒng)并考慮它們與長期目標和技術(shù)限制的一致性至關(guān)重要 - 希望本文能夠在這方面為您提供幫助。

作者：Nikita Vetoshkin

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