K8s Memos对比

By Leeting Yan

Kubernetes 和 Apache Mesos 是两种流行的容器编排与资源管理工具，尽管它们在功能上存在一定重叠，但设计理念、应用场景和技术实现存在显著差异。下面将从 架构设计、功能、使用场景、优势与劣势 等方面进行详细对比分析。

1. 核心定位与设计理念

维度 Kubernetes Apache Mesos
核心定位 专注于容器编排与管理，适用于微服务架构和云原生应用。 资源调度与管理框架，能够管理多种工作负载（容器、应用、虚拟机）。
设计理念 以 容器编排 为中心，自动化部署、伸缩与管理容器化应用。 以 资源管理 为核心，按需调度资源，实现应用间的共享与隔离。
目标 适用于现代云原生架构，提供自动化应用生命周期管理。 面向数据中心资源池化，管理不同类型的应用和任务（容器、批处理、VM等）。

2. 架构设计

Kubernetes

  • 主从架构：
    • Master Node：负责调度、服务发现、自动化管理，包含 API Server、Scheduler、Controller Manager 等组件。
    • Worker Node：运行容器化的应用（Pod），通过 kubelet 与 Master 通信。
  • Pod 概念：最小的部署单元，可以包含一个或多个容器，适合微服务架构。
  • 使用 etcd 存储：存储集群状态数据，保证高可用和一致性。

Apache Mesos

  • 分层资源管理架构：
    • Mesos Master：负责资源管理和调度。
    • Mesos Agent：负责执行任务，运行在节点上。
    • Framework：调度应用的资源请求，如 Marathon（容器编排）或 Spark（数据处理）。
  • 多框架支持：可以同时运行多个调度器，适合多种负载。
  • 资源分配：采用 Offer-Based 调度机制，根据资源可用情况提供资源给框架。

3. 功能对比

功能维度 Kubernetes Apache Mesos
资源调度 内置调度器，基于资源需求与状态进行调度。 提供资源 Offer 机制，由外部框架决定如何使用资源。
容器编排 原生支持容器编排（基于 Docker、containerd 等）。 依赖外部框架（如 Marathon）提供容器编排功能。
服务发现与负载均衡 内置 DNS 服务和负载均衡机制，支持动态服务发现。 需要外部工具（如 Marathon-LB）提供负载均衡与发现功能。
弹性伸缩 支持自动水平扩展和自愈能力（HPA、VPA）。 通过框架实现弹性伸缩，如 Marathon。
存储与网络 提供持久化存储和多种网络插件（CNI 插件）。 依赖外部插件或框架（如 CSI）实现存储与网络功能。
任务类型支持 主要面向容器化应用和微服务。 支持多种任务类型：批处理、容器、虚拟机、大数据计算等。
监控与日志 原生支持监控与日志（如 Prometheus 和 Fluentd 集成）。 依赖外部工具实现监控与日志，如 ELK、Prometheus。

4. 使用场景

场景 Kubernetes Apache Mesos
容器化应用管理 适合云原生应用、微服务架构，提供强大的容器管理与编排功能。 依赖 Marathon 框架来管理容器。
大数据任务管理 可以通过 Spark on Kubernetes 运行大数据任务，但支持较晚。 原生支持大数据框架（如 Spark、Hadoop），适合批量处理任务。
多类型工作负载 主要支持容器化工作负载，任务类型相对单一。 同时支持容器、批处理、虚拟机等多种类型的任务，适合数据中心级别应用。
资源池化与共享 集群资源集中管理，但更专注于容器编排。 强调资源池化与共享，适合大规模数据中心资源调度。
高弹性应用 支持自动伸缩、滚动更新，适合需要高弹性的应用场景。 框架提供弹性功能，但实现较 Kubernetes 复杂。

5. 优势与劣势

Kubernetes

优势：

  1. 容器编排强大：原生支持容器管理，适合微服务架构。
  2. 生态系统成熟：与云服务提供商高度集成，工具链丰富（Helm、Prometheus、Istio等）。
  3. 社区活跃：更新快，功能迭代迅速。

劣势：

  1. 学习曲线陡峭：配置和维护较复杂。
  2. 资源调度单一：不适合非容器化任务。

Apache Mesos

优势：

  1. 多负载支持：适合多种任务（容器、批处理、大数据、虚拟机）。
  2. 资源管理灵活：资源池化，适合数据中心资源调度。
  3. 高可扩展性：可以支持超大规模集群。

劣势：

  1. 容器编排弱：依赖外部框架（如 Marathon）。
  2. 生态系统不如 Kubernetes 完善：缺少原生监控、服务发现等功能。
  3. 社区活跃度下降：近年来 Kubernetes 崛起，Mesos 的热度有所下降。

6. 适用场景总结

场景 推荐工具 理由
云原生应用与微服务架构 Kubernetes 提供原生的容器编排功能与丰富的生态系统支持。
大规模资源池化与多任务类型管理 Apache Mesos 适合混合工作负载（大数据、批处理、容器等）的调度与管理。
大数据计算与批量任务处理 Apache Mesos 原生支持 Spark、Hadoop 等大数据框架。
企业级容器管理与自动化伸缩 Kubernetes 支持自动伸缩、滚动更新与高弹性应用部署。

总结

  • Kubernetes：专注于 容器编排与管理，适合现代云原生应用和微服务架构，生态系统成熟，部署与管理容器化应用更加方便。
  • Apache Mesos：专注于 资源管理与调度，适合数据中心级别的资源池化和混合工作负载（容器、虚拟机、批处理等），但生态系统不如 Kubernetes 活跃。

最终选择取决于您的应用场景：如果是容器化和云原生应用，推荐 Kubernetes；如果需要管理多种负载和大规模资源池，推荐 Apache Mesos。