ECS vs. Kubernetes: Qual orquestrador de contêineres escolher?

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Comparação Detalhada: Amazon ECS vs. Kubernetes para Orquestração de Contêineres

No universo da tecnologia da informação (TI), as equipes encontram um vasto leque de opções ao implementar aplicações em contêineres, abrangendo diversos níveis de especialização técnica. A escolha correta pode ser desafiadora, especialmente porque uma vez feita a decisão, a migração para outra solução não é trivial.

Este artigo visa comparar duas soluções robustas neste cenário: o Amazon Elastic Container Service (ECS) e o Kubernetes. Ambas as plataformas destacam-se na gestão de microsserviços e orquestração de contêineres. Antes de prosseguirmos, é útil revisitar o conceito de contêineres. Estes foram popularizados por facilitarem o desenvolvimento, a promoção e a implementação de código em diversos ambientes. Eles funcionam como abstrações na camada de aplicação, empacotando o código com as dependências, bibliotecas e configurações de ambiente necessárias em um único pacote executável.

O principal objetivo do uso de contêineres é simplificar a implantação de código, mas gerenciar milhares desses contêineres torna-se um desafio considerável. É necessário um mecanismo adicional para assegurar implementações de alta confiabilidade, dimensionar aplicações conforme a demanda, substituir contêineres defeituosos por novos, balancear a carga e expor portas. É aqui que a orquestração de contêineres entra em jogo. Adicionalmente, são necessários meios para executar os contêineres e gerir toda a infraestrutura. Embora existam muitas ferramentas disponíveis para resolver esse problema, nosso foco estará em duas delas.

Este artigo compara o ECS e o Kubernetes, destacando os benefícios de cada um, e oferece uma orientação para ajudar a escolher o caminho mais adequado para cada projeto.

O que é o Amazon ECS?

O Amazon ECS é um serviço de orquestração de contêineres que simplifica a implantação, a gestão e o dimensionamento de aplicações em contêineres. Basicamente, você define sua aplicação e seus recursos necessários, e o ECS se encarrega de iniciar, monitorar e dimensionar sua aplicação nas opções de computação disponíveis, permitindo a integração com outros serviços da AWS. É possível verificar o status e modificar seus clusters programaticamente.

O ECS permite que você implemente suas aplicações através de um conjunto de servidores, conhecidos como clusters, utilizando definições de tarefas e chamadas de interfaces de programação de aplicações (APIs).

Leia também: Quais instâncias do AWS EC2 você deve usar?

Vantagens do Amazon ECS

ECS Tradicional: Lançado em 2015, utiliza o Amazon EC2 para executar contêineres Docker na nuvem. O ECS tradicional oferece controle sobre as instâncias do EC2, permitindo flexibilidade na escolha dos tipos de instâncias para seus contêineres. Essa abordagem permite a conexão com outros serviços da AWS para monitorar e registrar atividades nas instâncias do EC2.
Fargate ECS: Lançado em 2017, permite executar contêineres sem a necessidade de gerenciar a infraestrutura do EC2. O Fargate utiliza uma abordagem diferente para calcular a CPU e a memória necessárias. É uma excelente opção para implementações rápidas, eliminando a preocupação com a infraestrutura subjacente.
Arquiteturas de aplicações simplificadas: O ECS é ideal para aplicações com poucos microsserviços, com poucas dependências externas, que operam de forma independente.
Monitoramento e registro facilitados: A integração com ferramentas de registro e monitoramento da AWS, como o CloudWatch, é simples, permitindo visualizar as cargas de trabalho do contêiner sem configurações adicionais.
Curva de aprendizado suave: O ECS é relativamente fácil de aprender e usar, especialmente em comparação com o Kubernetes hospedado.
Infraestrutura serverless: O ECS possibilita rodar contêineres sem a gestão de máquinas virtuais, implantando contêineres de maneira automática e sem intervenção manual.
Segurança integrada: O Amazon ECS oferece segurança por padrão, distribuindo medidas de segurança através de um mecanismo de rede Virtual Private Cloud isolado.

Limitações do ECS

Armazenamento limitado: O armazenamento externo é restrito exclusivamente à Amazon, como o Amazon EBS.
Limitações de validação: Sendo um produto da Amazon, o ECS não está disponível para implementações públicas fora da Amazon.
Bloqueio do fornecedor: O ECS é específico para os contêineres criados dentro da plataforma.
Código ECS não disponível: Grande parte do código do ECS não é de código aberto. Ferramentas como o AWS Blox, que permite criar agendadores personalizados, possuem uma pequena parte de seus códigos de código aberto.

O que é Kubernetes?

O Kubernetes, também conhecido como K8s, é um software de código aberto para automatizar a implementação, o dimensionamento e a gestão de aplicações em contêineres.

Com base em 15 anos de experiência em cargas de trabalho de produção do Google, o K8s agrupa seus contêineres de aplicação em unidades lógicas que podem ser gerenciadas e descobertas com facilidade. Além disso, o K8s oferece recursos essenciais como balanceamento de carga, armazenamento persistente, reversões automáticas para aplicações em contêineres, segredos, autocorreção de clusters e gestão de configuração.

Leia também: Introdução ao Kubernetes: uma introdução para iniciantes

Vantagens do Kubernetes

Código aberto (sem bloqueio de fornecedor): O Kubernetes pode ser usado tanto localmente quanto na nuvem, sem a necessidade de reformular a estratégia de orquestração. Sendo de código aberto e gratuito, elimina custos de licença e permite a execução de clusters em nuvens públicas e privadas.
Flexibilidade de alta potência: O K8s é uma solução ideal para aplicações que exigem alta disponibilidade, eficiência e escalabilidade, sendo essencial para aplicações que geram receitas de alto volume. Ele oferece controle granular sobre as cargas de trabalho, permitindo a migração para outras plataformas sem restrições de fornecedor.
Alta disponibilidade: O design do K8s visa garantir a disponibilidade das aplicações e sua infraestrutura. As técnicas incluem:
- Verificações de integridade e autocorreção: O K8s monitora os nós e substitui automaticamente contêineres ou pods que apresentem falhas.
- Balanceamento de carga e roteamento de tráfego: O K8s direciona as solicitações para os contêineres apropriados e distribui a carga entre os pods, equilibrando os recursos e garantindo a disponibilidade em diversas situações.
Escalabilidade da carga de trabalho: O K8s oferece dimensionamento eficiente através de:
- Dimensionamento automático: Ajusta automaticamente o número de contêineres em execução com base na utilização da CPU e outras métricas.
- Dimensionamento manual: Permite ajustar a contagem de contêineres através da linha de comando ou interface.
- Controlador de replicação: Garante que o número de pods corresponda à especificação do cluster.
Projetado para implantação: O K8s acelera o processo de criação, teste e envio de software, oferecendo:
- Rollbacks e rollouts automatizados: Permite lançar configurações ou atualizações de aplicações sem tempo de inatividade, com reversão automática em caso de falha.
- Implantações canárias: Permite testar novas implementações em produção, ao lado da versão anterior, com a opção de diminuir a versão antiga e aumentar a mais recente.
- Suporte diversificado para linguagens de programação e frameworks: Compatível com diversas linguagens e frameworks de desenvolvimento.
Descoberta de serviço: O K8s resolve o problema de comunicação entre serviços através de um conceito de serviço nativo que agrupa pods, alocando endereços IP e nomes DNS para cada conjunto de pods, e equilibrando o tráfego de carga.
Comunidade vibrante: O K8s possui uma comunidade ativa de desenvolvedores, incentivando a colaboração e a inovação.

Limitações do Kubernetes

Curva de aprendizado acentuada: O uso do Kubernetes exige um entendimento aprofundado do seu funcionamento, além da integração de diversas tecnologias e serviços.
Diferenciando recursos e projetos: A distinção entre projetos e recursos pode ser desafiadora.
Conhecimento além do Kubernetes: O Kubernetes é uma plataforma sofisticada e sua complexidade pode exigir conhecimentos adicionais para fornecer soluções mais abrangentes.
Gerenciar o Kubernetes é difícil: A transição para produção com K8s exige fornecer todos os recursos necessários para gerenciar as aplicações, além de lidar com a segurança e integrá-la com a infraestrutura. É preciso conhecimento para operar as ferramentas de forma eficiente, monitorar e solucionar problemas.

Comparando ECS e Kubernetes

Segue uma comparação lado a lado das diferenças:

Ponto de diferença	Kubernetes	Amazon ECS
Definição do aplicativo	Aplicativos implantados combinando pods, nós e serviços.	Implantação do aplicativo assume a forma de tarefas, que são instâncias de contêiner.
Implantação	Complexa, requer configuração manual de clusters.	Fácil, feita através do console AWS.
Suporte a nós	5.000 nós por cluster.	1.000 nós por cluster.
Contêineres	Até 300.000 contêineres por cluster.	Limitado pela capacidade da infraestrutura utilizada.
Balanceamento de carga	Pods expostos através de serviços, utilizados como balanceadores de carga.	Dois balanceadores de carga disponíveis: ELB-Application ou Network.
Preços	Gratuito.	ECS é gratuito, mas há custos com recursos EC2.
Otimização	Bem otimizado para um único cluster grande.	Pré-configurado com requisitos de contêiner.
Escala Automática	Parâmetros definidos na criação das implantações.	Utilização do CloudWatch para dimensionar automaticamente com base em parâmetros.
Verificação de integridade	Disponíveis verificações de prontidão e vivacidade.	Realizada através de serviços de monitoramento como o CloudWatch.
Descoberta de serviço	Executada por meio de variáveis de ambiente ou DNS.	Obtida por meio de serviços de monitoramento, como o CloudWatch.
Bloqueio de fornecedor	Não.	Sim.

Casos de uso de ECS e Kubernetes

A tecnologia de contêineres, seja ECS ou Kubernetes, está transformando diversos setores. A ECS INC International destaca diversos casos de uso do ECS, incluindo dispositivos médicos modernos como inaladores eletrônicos, autoinjetores e bombas de infusão. No domínio da IoT, o ECS é aplicado em dispositivos domésticos inteligentes. No setor automotivo, ele está presente em carros elétricos com sistemas de direção aprimorados e recursos de segurança, como sistemas de frenagem assistida. Além disso, o ECS tem aplicações na tecnologia sem fio, dispositivos vestíveis e casos de uso industriais.

Por outro lado, o Kubernetes possui sua parcela de aplicações práticas. A nuvem IBM oferece funcionalidades privadas, públicas e híbridas utilizando o K8s. O Spotify utiliza o K8s para facilitar operações contínuas de até 10 milhões de solicitações por segundo. Além desses casos, o K8s oferece recursos para arquiteturas de microsserviços, funções de rede nativas da nuvem, aprendizado de máquina e dinamização do ciclo de vida do desenvolvimento de software.

Palavras Finais

Com este guia, você agora possui uma visão geral dos méritos e deméritos do ECS e do K8s. A escolha ideal dependerá de uma análise de fatores como custo, limitações do serviço e recursos disponíveis. Se o custo é uma preocupação, o K8s é a melhor escolha. No entanto, é necessário ter uma equipe com experiência para lidar com sua complexidade. Embora o K8s não tenha limitações de fornecedor, é necessário um profundo conhecimento da plataforma. O ECS, por outro lado, oferece uma configuração mais rápida.

Em seguida, confira o guia detalhado sobre Kubernetes vs. Docker.