Kontejnerizace zachraňuje planetu? Díky Kubernetes ušetří firmy až 30 % energie!

Co je Docker?

Docker je otevřená platforma navržená pro usnadnění vývoje, distribuce a provozu aplikací prostřednictvím kontejnerizace. Kontejnery umožňují vývojářům zabalit aplikace spolu se všemi jejich závislostmi do jednotného přenosného balíčku (včetně knihoven, konfiguračních souborů a dalších potřebných komponent). Tento přístup zajišťuje konzistentní chování aplikace napříč různými prostředími, a tím eliminuje tradiční problémy s kompatibilitou.

Jaké jsou hlavní funkcionality Dockeru?

• Kontejnerizace aplikací: Umožňuje vývojářům balit aplikace a jejich závislosti do izolovaných kontejnerů, což zajišťuje konzistentní provoz napříč různými prostředími.  
• Docker Hub: Poskytuje centrální úložiště pro sdílení a distribuci kontejnerových obrazů, usnadňuje spolupráci a zrychluje nasazení aplikací.  
• Docker Desktop: Nabízí integrované vývojové prostředí pro tvorbu, testování a správu kontejnerů na lokálních strojích, podporuje různé operační systémy.  
• Docker Compose: Umožňuje definovat a spravovat multi-kontejnerové aplikace pomocí jednoduchých YAML souborů, zjednodušuje orchestraci služeb.  
• Bezpečnostní funkce: Integruje nástroje pro skenování zranitelností a správu citlivých dat, jako jsou například přístupové tokeny, hesla nebo šifrovací klíče, čímž zvyšuje bezpečnost kontejnerizovaných aplikací, čímž zvyšuje bezpečnost kontejnerizovaných aplikací.
• Podpora více platforem: Dovoluje vytvářet a provozovat kontejnery na různých platformách a operačních systémech. To zvyšuje flexibilitu nasazení. 

Díky své schopnosti zjednodušit procesy vývoje a nasazení aplikací se Docker stal nepostradatelným nástrojem pro moderní softwarové firmy, které usilují o agilitu, škálovatelnost a spolehlivost ve svých vývojových cyklech.

Zajímavost: Od svého uvedení v roce 2013 Docker zaznamenal významný růst a obrovskou popularitu v softwarovém průmyslu. Podle zprávy Docker ho využívá více než 20 milionů vývojářů po celém světě, což dokládá jeho široké uplatnění a důvěru v komunitě. Docker Hub, oficiální úložiště pro sdílení kontejnerových obrazů, hostí přes 5,8 milionu kontejnerizovaných aplikací.

Co je Kubernetes?

Kubernetes (také známý jako K8s nebo kube) je open-source platforma vyvinutá pro orchestraci kontejnerů. Jejím hlavním úkolem je automatizace nasazování, škálování a správy aplikací běžících v kontejneru. Tím umožňuje efektivní provoz rozsáhlých aplikací napříč různými servery, zajišťuje jejich vysokou dostupnost a optimalizuje využití zdrojů.

Kubernetes je robustní platforma pro orchestraci kontejnerů, která v současnosti nabízí následující důležité funkce:

• Automatické plánování a nasazování: Kubernetes spravuje životní cyklus kontejnerů, což umožňuje jejich rychlé a konzistentní nasazování.
• Správa zjišťování služeb: Zajišťuje bezproblémovou komunikaci mezi kontejnery bez manuální konfigurace.
• Optimalizace prostředků: Monitoruje a řídí využití buď CPU a RAM, nebo procesorů a pamětí, a tím zvyšuje efektivitu provozu.
• Automatické škálování: Dynamicky přizpůsobuje počet kontejnerů podle zátěže.
• Vyrovnávání zatížení: Rovnoměrně distribuuje síťový provoz mezi kontejnery a zvyšuje dostupnost.
• Samoopravné schopnosti: Automaticky detekuje selhání kontejnerů a zajistí jejich restart nebo vytvoření nových instancí.

Kubernetes také hraje stěžejní roli v podpoře moderních technologií, jako je umělá inteligence a strojové učení. Organizace stále častěji využívají Kubernetes jako základní infrastrukturu pro úlohy spojené s AI/ML, což dokládá jeho flexibilitu a schopnost přizpůsobit se novým technologickým trendům.

Zajímavost: Studie od DoK Community ukazuje, že téměř polovina firem nyní provozuje více než 50 % svých datových úloh na platformě Kubernetes, v ostrém (produkčním) prostředí. U těch nejpokročilejších organizací tento podíl dokonce přesahuje 75 %.

Kontejnerizace ve vývoji aplikací v roce 2024

Kontejnerizace aplikací se v roce 2024 nadále rozvíjela díky rostoucím požadavkům na škálovatelnost, agilitu a rychlost nasazení moderních aplikací. Tento přístup zásadně změnil to, jakým způsobem organizace provozují software, a otevírá cestu k využívání pokročilých technologií, jako jsou edge computing a multi-cloudová řešení. Proč je kontejnerizace v současné době tak důležitá?

• Podpora decentralizace: S nárůstem edge computingu se kontejnery ukazují jako ideální řešení pro provoz aplikací na zařízeních na okraji sítí.  
• Větší tlak na ekologickou udržitelnost: Firmy začaly využívat kontejnery pro optimalizaci spotřeby zdrojů v cloudu. Všechny kontejnery fungující v rámci jednoho operačního systému sdílejí paměť, knihovny a další zdroje, což výrazně zvyšuje efektivitu využití zdrojů. Podle studie od Green Cloud Consortium přinesla kontejnerizace v kombinaci s Kubernetes úsporu až 30 % výpočetní energie.
• Integrace s DevSecOps: Rok 2024 se stal dobou „Shift Left“ přístupu, kdy se zabezpečení integruje už během vývojového cyklu.  

Kontejnery jako standard pro hybridní a multi-cloud prostředí

Rostoucí popularita multi-cloudových strategií znamená, že kontejnery hrají zásadní roli v přenositelnosti aplikací mezi různými poskytovateli cloudových služeb. Firmy mohou s pomocí kontejnerů minimalizovat závislost na jednom poskytovateli a zvýšit flexibilitu svých služeb.

Podle průzkumu společnosti Statista více než 70 % firem s více než 1 000 zaměstnanci využívá kontejnery jako klíčovou součást své infrastruktury pro multi-cloudové operace.

Tip: Mohl by vás zajímat náš článek Co je to hybridní cloud a jak funguje?

Hlavní rozdíly mezi Dockerem a Kubernetes

Docker a Kubernetes patří mezi nejvýznamnější technologie v oblasti kontejnerizace a orchestrace aplikací. Tyto dva nástroje se často používají společně, ale jejich role a zaměření se liší. Podíváme se tedy na hlavní rozdíly mezi Dockerem a Kubernetes, které vám pomohou pochopit, jak tyto technologie fungují, jaké mají výhody a kdy je vhodné je použít.  

1) Rozdělení odpovědností mezi Dockerem a Kubernetes

Docker je nástroj zaměřený na vytváření a správu kontejnerů, které obsahují vše potřebné pro provoz aplikace. Kubernetes se naopak soustředí na orchestraci těchto kontejnerů ve velkých klastrech, umožňuje jejich automatické nasazování, správu a škálování. 

Jinými slovy, Docker poskytuje základy pro kontejnerizaci, zatímco Kubernetes umožňuje jejich efektivní koordinaci v jakýchkoliv prostředích.

2) Automatizace versus manuální správa

Kubernetes nabízí pokročilé funkce automatického škálování kontejnerů na základě aktuální zátěže a dostupných zdrojů v klastru. Na druhé straně Docker tuto možnost standardně neobsahuje – škálování probíhá manuálně, což je méně efektivní u rozsáhlých aplikací. 

Kubernetes také spravuje kontejnery na úrovni tzv. podů, které mohou obsahovat více propojených kontejnerů, což zvyšuje flexibilitu při konfiguraci a provozu. 

Tip: Mohly by vás zajímat 4 důvody, proč je cloudové úložiště nejlepším řešením pro Vaše podnikání.

3) Síťové funkce: Co nabízí Docker a kde dominuje Kubernetes  

Docker poskytuje síťové funkce, které umožňují komunikaci mezi kontejnery na jednom uzlu i napříč více servery, pokud je správně nakonfigurovaná síťová infrastruktura. Kubernetes tuto funkcionalitu dále rozšiřuje o pokročilé síťové možnosti, jako je service mesh nebo ingress, které zajišťují efektivní propojení kontejnerů napříč celým klastrem. Díky tomu Kubernetes umožňuje vytvářet bezpečnější a flexibilnější síťové struktury pro rozsáhlé aplikace.

Service Mesh

Service mesh je síťová architektura, která slouží k řízení a optimalizaci komunikace mezi mikroslužbami v distribuovaných aplikacích. Poskytuje funkce, jako je:

• Směrování provozu: Řídí, jak se požadavky přenášejí mezi různými službami.
• Balancování zátěže: Rovnoměrně rozděluje požadavky mezi více instancí služby.
• Zabezpečení: Zajišťuje šifrovanou komunikaci (např. pomocí protokolu TLS).
• Monitorování: Nabízí přehled o provozu mezi službami.

Service mesh funguje prostřednictvím proxy vrstev, které jsou nasazené vedle každé služby (tzv. sidecar proxy). 

Ingress

Ingress je komponenta Kubernetes, která slouží k řízení přístupu zvenčí do klastru Kubernetes. Pomáhá směrovat provoz k jednotlivým službám podle pravidel a poskytuje:

• Směrování URL: Na základě URL adresy rozhoduje, kam má být požadavek předán.
• SSL/TLS: Zajišťuje zabezpečení komunikace šifrováním.
• Load Balancing: Umožňuje distribuovat provoz mezi více instancí služby.

Ingress obvykle vyžaduje nasazení Ingress Controlleru, což je nástroj, který interpretuje pravidla a provádí jejich aplikaci (např. NGINX nebo Traefik).

4) YAML versus příkazový řádek: Jak definovat aplikace?  

Docker využívá příkazový řádek nebo nástroje, jako je Docker Compose, k definování a správě aplikací. Kubernetes pak deklarativní přístup prostřednictvím YAML nebo JSON souborů. Tento přístup zjednodušuje správu složitých konfigurací a podporuje vyšší míru automatizace, což je nezbytné pro velké týmy a komplexní projekty. 

Docker a Kubernetes: Ideální tým pro moderní správu aplikací

Docker a Kubernetes nejsou konkurenti – naopak se vzájemně doplňují a společně vytvářejí silný základ pro moderní vývoj a správu aplikací. Firmy, které hledají řešení umožňující škálování aplikací a automatizaci provozních procesů, ocení robustní funkce Kubernetes. Společné použití těchto dvou nástrojů nabízí jedinečnou kombinaci flexibility, výkonu a efektivity, která umožňuje organizacím plně využít výhod kontejnerizace a moderních technologií.

Tip: Přečtěte si náš článek Co je výhodou cloudu pro vaši firmu? Pohled na migraci infrastruktury do cloudu v roce 2025.

Srovnání Docker vs. Kubernetes: Kdy použít který nástroj

Docker a Kubernetes sice často spolupracují, ale jejich použití se výrazně liší podle konkrétní situace. Zde jsou praktické příklady a scénáře, kde je výhodnější jeden nástroj oproti druhému:

Docker: Ideální pro vývoj a jednoduché nasazení

Rychlý prototyp aplikací:

• Docker je skvělý pro malé týmy, které potřebují rychle vytvořit a otestovat prototyp aplikace bez složité infrastruktury.
• Scénář: Startup vyvíjí jednoduchou aplikaci a chce ji rychle otestovat na různých operačních systémech nebo hardware. Docker umožňuje vytvořit jednotný kontejner, který funguje na všech platformách.

Využití předem připravených kontejnerových obrazů:

• Docker Hub nabízí miliony hotových kontejnerových obrazů, které lze okamžitě nasadit.
• Scénář: Tým DevOps potřebuje rychle nasadit databázi nebo nástroj pro správu verzí, například MySQL nebo Jenkins, bez nutnosti ruční konfigurace.

CI/CD pipelines:

• Docker se běžně využívá pro nepřetržitou integraci a nasazování (CI/CD), kde se kontejnery spouštějí pro jednotlivé kroky buildů a testování.
• Scénář: Vývojářský tým automatizuje testy nové aplikace na různých konfiguracích, aby zajistil, že funguje napříč operačními systémy a prostředími.

Kubernetes: Klíč pro komplexní a škálovatelné aplikace

Distribuované systémy v produkčním prostředí:

• Kubernetes je nenahraditelný pro firmy provozující distribuované systémy, které vyžadují škálování podle aktuální zátěže.
• Scénář: Globální streamingová platforma (např. podobná Netflixu) potřebuje dynamicky přidávat kontejnery na základě počtu uživatelů a geografických lokalit.

Nasazení AI/ML pracovních zátěží:

• Kubernetes se často využívá pro orchestraci výpočetně náročných úloh, jako je strojové učení nebo analýza dat na GPU.
• Scénář: Datoví specialisté trénují modely strojového učení na clusterech GPU s vysokou dostupností a Kubernetes spravuje zdroje podle jejich aktuální potřeby.

Edge computing a IoT aplikace:

• Kubernetes umožňuje provoz kontejnerů na zařízení poblíž koncových uživatelů, například IoT senzorech nebo edge serverech.
• Scénář: Logistická společnost sleduje polohu svých vozidel v reálném čase pomocí IoT zařízení s kontejnery Kubernetes pro správu aplikací a sběr dat.

Výhody Dockeru a Kubernetes: Proč by je softwarové firmy měly využívat

Implementace Dockeru a Kubernetes přináší softwarovým firmám řadu výhod, které zvyšují efektivitu vývoje, nasazení a správy aplikací.

1) Zjednodušený vývoj a nasazení aplikací

Docker umožňuje vývojářům zabalit aplikace spolu se všemi potřebnými součástmi (jako jsou knihovny a nastavení) do takzvaných kontejnerů. Tyto kontejnery pak zajistí, že aplikace bude fungovat stejně ve všech prostředích – od vývoje přes testování až po nasazení. Díky tomu se výrazně omezují problémy způsobené rozdíly v konfiguraci jednotlivých prostředí.

Praktický příklad: Představte si tým vyvíjející webovou aplikaci, která vyžaduje specifickou verzi databáze a určité knihovny. S Dockerem mohou vývojáři vytvořit kontejner obsahující přesně tyto závislosti. Tento kontejner pak mohou sdílet s testery a nasadit do produkce, aniž by se museli obávat, že v různých prostředích dojde k problémům kvůli odlišným verzím softwaru.

2) Efektivní správa a škálování aplikací

Kubernetes nabízí nástroje, které automatizují nasazování, škálování a správu aplikací běžících v kontejnerech. Umožňuje snadno zvyšovat nebo snižovat počet kontejnerů podle potřeby (horizontální škálování) a rovnoměrně rozdělovat zátěž mezi ně, což zajišťuje spolehlivý provoz a vysokou dostupnost aplikací.

Praktický příklad: E-commerce platformy zažívají během svátků zvýšený provoz. S Kubernetes můžou automaticky škálovat počet kontejnerů, které obsluhují webové stránky, aby zvládly nárůst návštěvnosti. Po skončení špičky můžou počet kontejnerů opět snížit, čímž optimalizují využití zdrojů a náklady.

3) Zvýšená flexibilita a přenositelnost

Docker kontejnery usnadňují přesun aplikací mezi různými prostředími. Vývojáři s nimi snadno přecházejí z vývoje přes testování až po produkci, a to jak v lokálních systémech (on-premise), tak v cloudové infrastruktuře.

Praktický příklad: Společnost vyvíjí aplikaci na svých lokálních serverech, ale rozhodne se ji nasadit v cloudovém prostředí pro lepší škálovatelnost. Díky Dockeru může jednoduše přesunout kontejnery do cloudu bez nutnosti měnit konfigurace nebo řešit kompatibilitu, což urychluje celý proces nasazení.

4) Automatizace a efektivita provozu

Kubernetes automatizuje provozní úkoly, jako je nasazování nových verzí aplikací, sledování jejich stavu nebo automatické obnovení po selhání. Tím snižuje potřebu manuálních zásahů a zvyšuje efektivitu práce provozních týmů.

Praktický příklad: Při nasazení nové verze aplikace může dojít k neočekávaným chybám. Kubernetes umožňuje nastavit automatické monitorování a v případě problému vrátit nasazení zpět na předchozí stabilní verzi, aniž by bylo nutné manuální zásahy administrátorů.

5) Podpora mikroservisní architektury

Docker a Kubernetes společně zjednodušují zavedení mikroservisní architektury, kde se jednotlivé části aplikace nasazují jako samostatné služby. Díky tomu mohou týmy vyvíjet, nasazovat a škálovat jednotlivé komponenty nezávisle na sobě, což výrazně zvyšuje agilitu a urychluje vývoj aplikací.

Praktický příklad: Velká aplikace je rozdělená na menší mikroservisy, jako je autentizace uživatelů, zpracování plateb a správa produktů. Každý tým může pracovat na své části nezávisle, nasazovat aktualizace bez ovlivnění ostatních služeb a škálovat jednotlivé mikroservisy podle aktuální zátěže. To samozřejmě zvyšuje efektivitu a rychlost vývoje.

Integrace Dockeru a Kubernetes do softwarových procesů tedy přináší firmám konkurenční výhodu díky zlepšení efektivity, flexibility a škálovatelnosti jejich aplikací.

Algotech: Vaše řešení pro kontejnerizaci aplikací

V Algotechu nabízíme kompletní služby pro implementaci a správu kontejnerizace, které vám pomohou využít plný potenciál moderních technologií. Zaměřujeme se na:

• Implementaci Dockeru: Poskytujeme prostředí založené na Dockeru, které umožňuje efektivní správu vašich kontejnerů. Nasadíme vaše aplikace rychle, bezpečně a bez problémů s kompatibilitou.
• Poradenství v oblasti Kubernetes: Pomůžeme vám se správnou konfigurací Kubernetes, která zajistí hladkou orchestraci vašich aplikací, automatizaci provozu a škálování podle aktuálních potřeb.
• Bezpečnostní audity: Zkontrolujeme nastavení vašich kontejnerových systémů a ochráníme vaše aplikace i data před riziky.
• Podporu a optimalizaci provozu: Naše služby zahrnují průběžnou správu a monitorování kontejnerových platforem, abyste mohli svůj provoz soustředit na inovace a růst.

Pokud hledáte spolehlivého partnera pro kontejnerizaci aplikací, obraťte se na nás. Kontaktujte nás ještě dnes a zjistěte, jak mohou Docker a Kubernetes pod naším vedením posunout vaše podnikání na další úroveň.