В чём разница между Cloud Run, App Engine и Kubernetes Engine?
Платформа Google Cloud Platform (GCP) предоставляет множество управляемых сервисов для развертывания и запуска контейнеризированных приложений, каждый из которых ориентирован на различные сценарии использования, операционные модели и уровни абстракции. Три основных сервиса для запуска контейнеров в GCP — это Cloud Run, App Engine и Google Kubernetes Engine (GKE). Понимание различий между этими сервисами имеет важное значение для выбора подходящей платформы для конкретных потребностей приложения, операционных предпочтений и требований к масштабируемости.
Облачный бег
Cloud Run — это полностью управляемая вычислительная платформа, которая автоматически масштабирует контейнеры без сохранения состояния. Она основана на Knative, проекте с открытым исходным кодом, который использует Kubernetes для предоставления бессерверных возможностей для контейнеров. Cloud Run абстрагирует базовую инфраструктуру, позволяя разработчикам сосредоточиться исключительно на логике своего приложения. Она поддерживает любой образ контейнера, способный отвечать на HTTP-запросы, независимо от языка программирования или фреймворка.
Характеристики:
– *Бессерверная модель*: Cloud Run — это событийно-ориентированная и бессерверная система. Она автоматически управляет всей инфраструктурой, включая выделение ресурсов, масштабирование и обслуживание серверов.
– *Рабочие нагрузки без сохранения состояния*: Cloud Run лучше всего подходит для приложений без сохранения состояния, обрабатывающих HTTP-запросы, таких как веб-API, микросервисы и веб-хуки.
– *Автомасштабирование*: При отсутствии трафика система автоматически снижает масштаб до нуля и быстро увеличивает его в ответ на входящие запросы.
– *Простота развертывания*: Разработчикам достаточно предоставить образ контейнера, а Cloud Run позаботится обо всем остальном.
– *Оплата за использование*: Расчет производится на основе фактически потребленных ресурсов во время обработки запроса, с шагом в 100 миллисекунд.
– *Пользовательские среды выполнения*: можно использовать любой язык или библиотеку, если приложение упаковано в контейнер и принимает HTTP-запросы.
Пример использования:
Компания хочет развернуть RESTful API, реализованный на Python. Контейнеризация API и развертывание его в Cloud Run позволит команде добиться мгновенного масштабирования, минимальных операционных затрат и оплаты ресурсов только за время обработки запросов API.
-
App Engine
App Engine — это платформа как услуга (PaaS), предоставляющая управляемую среду для запуска веб-приложений и API. Она поддерживает две основные среды: стандартную и гибкую. Обе среды предлагают автоматическое масштабирование, версионирование и интегрированные инструменты разработчика, но различаются по возможностям настройки и поддерживаемым средам выполнения.
Характеристики:
– *Стандартная среда*: Запускает приложения в изолированных средах, поддерживающих такие языки, как Python, Java, Go и Node.js. Она очень ограничена с точки зрения безопасности и масштабируемости, но обеспечивает очень быстрое время запуска и детальное масштабирование.
– *Гибкая среда*: Запускает приложения в контейнерах Docker на виртуальных машинах Google Compute Engine, поддерживая пользовательские среды выполнения и предоставляя больший контроль над операционной системой и установленными библиотеками. Подходит для приложений, требующих большей настройки или использующих языки/среды выполнения, не поддерживаемые в стандартной версии.
– *Абстрактная инфраструктура*: разработчики сосредотачиваются на коде, а App Engine управляет масштабированием, балансировкой нагрузки, проверками работоспособности и обновлением.
– *Интегрированные сервисы*: Тесная интеграция с другими сервисами GCP, такими как Cloud Datastore, очереди задач и Pub/Sub.
– *Версионирование и разделение трафика*: App Engine поддерживает несколько версий приложения, что позволяет осуществлять поэтапное развертывание и разделение трафика для A/B-тестирования или канареечного развертывания.
Пример использования:
Поставщик SaaS-услуг хочет развернуть многоязычное веб-приложение со встроенной аутентификацией пользователей и постоянным хранилищем данных. Используя App Engine (стандартная среда для быстрого масштабирования и встроенной безопасности), разработчики могут сосредоточиться на разработке функций, используя API App Engine для аутентификации и хранения данных.
-
Google Kubernetes Engine (GKE)
GKE — это управляемый сервис Kubernetes, позволяющий пользователям масштабировать и управлять контейнеризированными приложениями. Kubernetes — это платформа оркестровки контейнеров с открытым исходным кодом, предоставляющая расширенные возможности для развертывания, масштабирования и эксплуатации контейнеров приложений в кластерах виртуальных машин.
Характеристики:
– *Полная оркестровка контейнеров*: GKE предоставляет доступ ко всей мощи Kubernetes, включая развертывания, StatefulSets, DaemonSets, тома, сетевые возможности и пользовательские определения ресурсов.
– *Сложные рабочие нагрузки*: Идеально подходит для микросервисных архитектур, пакетной обработки, рабочих нагрузок CI/CD и приложений, требующих сложной оркестровки или сервисов с сохранением состояния.
– *Настройка сети и хранилища*: Обеспечивает управление сетью VPC, постоянными дисками и интеграцию с внешними системами хранения данных.
– *Гибридные и мультиоблачные решения*: Поддерживает гибридные и мультиоблачные развертывания, федерацию и переносимость рабочих нагрузок.
– *Оперативное управление*: Хотя GKE управляет плоскостью управления и узлами, пользователи несут ответственность за определение того, как приложения развертываются, обновляются и отслеживаются.
– *Масштабируемость*: Поддерживает точное управление горизонтальным и вертикальным масштабированием, автоматическим масштабированием подов и автоматическим масштабированием кластера.
Пример использования:
Финтех-компании необходимо развернуть сложную систему, состоящую из множества микросервисов, фоновых задач обработки и баз данных, с жесткими требованиями к сети, безопасности и мониторингу. GKE позволяет им настраивать развертывание, сетевые политики, масштабирование и интегрироваться с существующими конвейерами DevOps.
-
Сравнительная таблица
| Характеристика | Облачный бег | App Engine | Google Kubernetes Engine (GKE) |
|---|---|---|---|
| Уровень абстракции | Высокая производительность (бессерверная архитектура) | Высокий (PaaS) | Низкий уровень (IaaS/оркестрация контейнеров) |
| Управление инфраструктурой | Ничто | Минимальный (за счет гибкой среды) | Полный контроль (через Kubernetes) |
| Поддерживаемые рабочие нагрузки | Безсостоятельный HTTP | Веб-приложения, API | Любой (без сохранения состояния, пакетный и т. д.) |
| Масштабирование | Автоматическое обнуление | Автоматический | Настраиваемый (ручной/автоматический) |
| Кастомизация: | Только контейнер | Стандартный: ограниченный Гибкость: на основе контейнеров | Обширный функционал (полный API Kubernetes) |
| Постоянное хранение | Не встроенный | Встроенные (хранилище данных, Cloud SQL) | Встроено через тома Kubernetes |
| Модель ценообразования | По запросу/использованию | За экземпляр/час | Почасовая оплата за узел + комиссия GKE |
| Язык/Среда выполнения | Любой (контейнер) | Стандартный: ограниченный Гибкий: любой (контейнер) | Любой (контейнер) |
| Время развертывания | Секунд | Секунды в минуты | Минут |
| Пример использования | API-интерфейсы, веб-хуки | Веб-приложения, мобильные бэкэнды | Микросервисы, пакетные задания, приложения с сохранением состояния |
-
Различия в рабочих процессах развертывания
– Облачный бегРазработчики создают образ контейнера Docker, который предоставляет HTTP-конечную точку, загружают его в Container Registry или Artifact Registry и развертывают в Cloud Run. Платформа управляет всем масштабированием, безопасностью и сетью. Нет необходимости управлять или настраивать инфраструктуру. Запросы направляются в контейнеры, которые могут быть масштабированы до нуля в режиме ожидания.
– App EngineРазработчики пишут код, соответствующий требованиям App Engine (язык/среда выполнения для стандартной среды или Dockerfile для гибкой среды). Приложение развертывается с помощью команды `gcloud app deploy`. App Engine отвечает за выделение ресурсов, масштабирование и мониторинг. Стандартная среда накладывает ограничения на операционную систему и среду выполнения, в то время как гибкая среда обеспечивает большую гибкость за счет контейнеров Docker.
– ГКЭРазработчики определяют манифесты (YAML-файлы) для ресурсов Kubernetes, таких как объекты Deployments, Services и Ingress. Они создают кластер Kubernetes (или пулы узлов) и используют `kubectl` или конвейеры CI/CD для развертывания приложений. GKE управляет плоскостью управления и инфраструктурой узлов, но разработчики должны самостоятельно управлять конфигурацией ресурсов, сетью, политиками масштабирования и жизненным циклом приложений.
-
Масштабируемость и производительность
– Облачный бег Предлагает быстрое масштабирование от нуля до тысяч экземпляров в зависимости от HTTP-трафика, но поддерживает только бессостоятельные рабочие нагрузки типа запрос/ответ. Холодные запуски сведены к минимуму, но существуют при масштабировании с нуля.
– Стандарт App Engine Обеспечивает очень быстрое масштабирование для поддерживаемых сред выполнения, используя масштабирование экземпляров на основе скорости запросов. Flexible Environment масштабирует виртуальные машины, работающие с контейнерами Docker, запуск которых может занять больше времени, но которые поддерживают более сложные приложения.
– ГКЭ Он обеспечивает расширенные возможности масштабирования, включая автоматическое масштабирование кластера, автоматическое масштабирование модулей и масштабирование пользовательских ресурсов. Он подходит для высокопроизводительных рабочих нагрузок, длительных процессов и приложений, требующих сложного планирования.
-
Безопасность и операции
– Облачный бегИнтегрируется с системой управления идентификацией и доступом (IAM), поддерживает пользовательские домены, HTTPS по умолчанию, подключение к VPC и имеет минимальные эксплуатационные расходы. Обновления безопасности осуществляются компанией Google.
– App EngineПредлагает интеграцию с IAM, правила брандмауэра, SSL/TLS и управление секретами. Стандартная среда работает в изолированной среде для обеспечения безопасности, в то время как гибкая среда требует большего участия в управлении.
– ГКЭGKE обеспечивает детальный контроль над безопасностью, включая управление доступом на основе ролей Kubernetes (RBAC), сетевые политики, управление секретами, безопасность узлов и интеграцию с пакетом безопасности GCP. Обслуживание кластера и узлов требует внимания, хотя GKE автоматизирует обновления плоскости управления и предлагает автоматическое восстановление узлов.
-
Сценарии использования
– Облачный бегИдеально подходит для микросервисов без сохранения состояния, API, обработки событий и веб-хуков, требующих быстрого и экономичного масштабирования.
– App EngineПодходит для веб-приложений, мобильных бэкэндов и API, которые используют преимущества интегрированных сервисов GCP и требуют автоматического масштабирования без сложных задач оркестровки контейнеров.
– ГКЭ: Лучше всего подходит для организаций, нуждающихся в сложной оркестровке, многоконтейнерных/микросервисных архитектурах, гибридных или мультиоблачных развертываниях, а также в передовых методах DevOps.
-
Интеграция с рабочими процессами разработки
– Облачный бегПодходит для современных конвейеров CI/CD с этапами сборки и развертывания контейнеров. Легко интегрируется с Cloud Build, Artifact Registry и Cloud Monitoring.
– App EngineПоддерживает прямое развертывание кода, интегрированное логирование и мониторинг, а также упрощенное откат/версионирование. Хорошо работает с Cloud Build и другими инструментами разработчика GCP.
– ГКЭТребуется контейнеризация и манифесты Kubernetes. Поддерживает сложные рабочие процессы CI/CD (например, GitOps), интеграцию со сторонними инструментами и пользовательские решения для мониторинга/логирования.
-
Портативность и привязка к поставщику
– Облачный бегИспользует открытые стандарты (контейнеры OCI, API Knative), что обеспечивает переносимость на другие платформы, совместимые с Knative (например, локальные системы или другие облачные сервисы, работающие с Knative).
– App EngineСтандартные API среды и ограничения во время выполнения могут привести к зависимости от конкретного приложения. Приложения с гибкой средой используют стандартные контейнеры Docker, что повышает переносимость.
– ГКЭБудучи управляемым сервисом Kubernetes, приложения и рабочие нагрузки переносятся на любую платформу, совместимую с Kubernetes, будь то локальная среда, другие облака или даже гибридные среды.
-
Управление затратами
– Облачный бегПредоставляет детализированную модель ценообразования с оплатой по факту использования, которая экономически эффективна для нерегулярных или непредсказуемых рабочих нагрузок.
– App EngineСчета выставляются на основе использования экземпляров (количество и тип экземпляров) и дополнительных потребляемых услуг, таких как хранилище и сеть. Стандартная среда может быть очень экономически эффективной для постоянных, но переменных рабочих нагрузок.
– ГКЭСтоимость зависит от количества выделенных узлов (виртуальных машин), постоянного хранилища и использования сети, а также от платы за управление кластерами. GKE, как правило, наиболее экономически эффективен в масштабе, хотя требует тщательного управления ресурсами во избежание избыточного выделения.
-
Миграционные и гибридные сценарии
– Организации часто начинают с App Engine или Cloud Run для простоты, а затем переходят на GKE по мере развития архитектуры своих приложений и необходимости большего контроля или усложнения.
– Возможны гибридные развертывания; например, предоставление доступа к публичным API через Cloud Run или App Engine одновременно с выполнением обработки данных или служб с сохранением состояния в GKE.
– GKE поддерживает Anthos для многооблачных и гибридных рабочих нагрузок Kubernetes, обеспечивая согласованное управление в разных средах.
-
Ограничения и лимиты обслуживания
– Облачный бегОграничения на размер запроса и ответа, время ожидания запроса (до 60 минут) и количество одновременных запросов на один экземпляр контейнера (настраивается).
– App EngineСтандартная среда накладывает строгие ограничения на использование изолированной среды (ограниченная файловая система, поддержка языков, тайм-ауты запросов). Гибкая среда поддерживает более широкие возможности, но может привести к увеличению времени запуска и более высоким затратам на пользовательские конфигурации.
– ГКЭПрактически отсутствуют ограничения, накладываемые платформой, помимо тех, которые присущи Kubernetes и выбранным типам виртуальных машин; поддерживаются приложения с сохранением состояния, пользовательские сетевые настройки и постоянные тома.
-
Выбор подходящей платформы
– Облачный бег Оптимально подходит для команд, стремящихся к минимальной операционной ответственности, быстрому развертыванию, масштабируемости без использования серверов и поддержке любых контейнеризированных HTTP-нагрузок.
– App Engine Подходит для приложений, которые выигрывают от глубокой интеграции с GCP, автоматического масштабирования, версионирования приложений, а также в тех случаях, когда ограничения по языку программирования/среде выполнения приемлемы или полезны.
– ГКЭ Его следует выбирать для приложений, требующих сложной оркестровки, поддержки нескольких контейнеров, обработки с сохранением состояния или пакетной обработки, настраиваемых сетевых интерфейсов и интеграции с внешними системами или конвейерами DevOps.
Организации могут комбинировать эти сервисы для согласования с различными компонентами приложений, обеспечивая баланс между простотой эксплуатации, масштабируемостью и контролем. Правильный выбор платформы гарантирует оптимальные затраты, производительность и удобство обслуживания в соответствии с техническими и бизнес-целями.
Другие недавние вопросы и ответы, касающиеся Запуск контейнеров на GCP:
- Как Google Container Registry (GCR) обеспечивает безопасное и контролируемое хранение образов контейнеров?
- Какие преимущества предлагает Google Compute Engine (GCE) для запуска контейнеров?
- Как Cloud Run сочетает в себе контейнеры и бессерверные вычисления?
- Каковы основные функции и преимущества Google Kubernetes Engine (GKE)?
- Каковы три способа запуска контейнеров на Google Cloud Platform (GCP)?