Al­ter­na­ti­ve a OpenShift

OpenShift è la piat­ta­for­ma di sviluppo di ri­fe­ri­men­to per ap­pli­ca­zio­ni con­tai­ne­riz­za­te su base Ku­ber­ne­tes. Come cluster manager, Ku­ber­ne­tes co­sti­tui­sce, per un crescente numero d’imprese, la base di partenza per l’uso e lo sviluppo di ap­pli­ca­zio­ni con­tai­ne­riz­za­te e di servizi. Ku­ber­ne­tes si è quindi affermato come un sistema operativo di­stri­bui­to per uno sviluppo moderno e con­tai­ne­riz­za­to.

La piat­ta­for­ma OpenShift proviene dall’azienda Red Hat, che ha ottenuto il successo come pro­dut­tri­ce della di­stri­bu­zio­ne pro­fes­sio­na­le Linux “Red Hat En­ter­pri­se Linux” (RHEL). Anche l’al­ter­na­ti­va a OpenShift “Rancher” è stata acquisita nel frattempo da SUSE, un’altra di­stri­bu­zio­ne Linux. “Canonical Ku­ber­ne­tes” rap­pre­sen­ta, inoltre, un’ulteriore al­ter­na­ti­va a OpenShift di un affermato di­stri­bu­to­re Linux. Oltre a queste tre grandi piat­ta­for­me vi pre­sen­tia­mo una serie di altre in­te­res­san­ti al­ter­na­ti­ve a OpenShift.

La piat­ta­for­ma OpenShift è un poderoso sistema che unisce vari tipi di funzioni. Oltre alla gestione di Ku­ber­ne­tes, è offerta una dashboard con tutta la vi­sua­liz­za­zio­ne del cluster. La gamma delle funzioni è ar­ric­chi­ta con strumenti per il mo­ni­to­ring, il login, le pipeline DevOps e un service mesh, rendendo più facile in tal modo lo sviluppo di altre ap­pli­ca­zio­ni e servizi. In sintesi, nel caso di OpenShift e delle al­ter­na­ti­ve ad essa, si tratta di soluzioni di Ku­ber­ne­tes Ma­na­ge­ment.

OpenShift e le al­ter­na­ti­ve pre­sen­ta­te, hanno pertanto una base ap­pli­ca­ti­va comune che rimane sempre la stessa, vale a dire Ku­ber­ne­tes. La serie delle funzioni supera, inoltre, di molto la gestione di ap­pli­ca­zio­ni con­tai­ne­riz­za­te. In con­trap­po­si­zio­ne al solo Ku­ber­ne­tes sia OpenShift che le al­ter­na­ti­ve ge­sti­sco­no de­ploy­ment e uso del cluster Ku­ber­ne­tes di­stri­bui­to oltre i limiti del cloud e dell’in­fra­strut­tu­ra. La classica au­ten­ti­ca­zio­ne dell’utente e la pro­te­zio­ne delle immagini di container da usare in­cre­men­ta­no la sicurezza del sistema.

Dal confronto esclu­dia­mo le offerte che rap­pre­sen­ta­no al­ter­na­ti­ve a Ku­ber­ne­tes autonome. Tra esse sono compresi progetti come “Apache Mesos” e “Azk”, descritti nel nostro articolo dedicato alle al­ter­na­ti­ve a Ku­ber­ne­tes. Non con­si­de­re­re­mo, inoltre, le offerte Ku­ber­ne­tes as a Service (KaaS) dei grandi provider cloud. È possibile usare questi servizi, comunque, solo nell’in­fra­strut­tu­ra cloud dei singoli provider. Alcuni di essi sono ad esempio:

• Cloud Managed Ku­ber­ne­tes di IONOS
• Google Ku­ber­ne­tes Engine (GKE)
• Amazon Elastic Ku­ber­ne­tes Service (EKS)
• Azure Ku­ber­ne­tes Service (AKS)
• IBM Cloud Ku­ber­ne­tes Service (IKS)

Ku­ber­ne­tes permette un grado d’au­to­ma­zio­ne su una piat­ta­for­ma, presente dap­per­tut­to, mai ottenuto prima. Si tratta però, nel caso di Ku­ber­ne­tes, di una tec­no­lo­gia altamente complessa. Non tutte le or­ga­niz­za­zio­ni sono dotate di espe­rien­za e capacità di operare tramite una propria in­fra­strut­tu­ra Ku­ber­ne­tes. Un cluster Ku­ber­ne­tes “gestito com­ple­ta­men­te” (in inglese: “fully managed”), anche noto come “Ku­ber­ne­tes as a Service” (KaaS), risolve il problema: il provider gestisce nel suo ambiente cloud un cluster Ku­ber­ne­tes per conto del cliente, che potrà dedicarsi così com­ple­ta­men­te alla sua attività aziendale.

Una soluzione di ma­na­ge­ment Ku­ber­ne­tes è un livello ge­stio­na­le basato su Ku­ber­ne­tes. Oltre un’or­che­stra­zio­ne dei container, è possibile gestire il completo ciclo di vita delle ap­pli­ca­zio­ni con­tai­ne­riz­za­te. I ri­sul­tan­ti cluster Ku­ber­ne­tes uti­liz­za­bi­li possono essere ospitati in qualsiasi in­fra­strut­tu­ra che va dai cloud pubblici al proprio ambiente OpenStack fino ad arrivare ai “Bare metal” e ai di­spo­si­ti­vi Edge. Sono ottenute così tramite Ku­ber­ne­tes delle funzioni per l’utente senza la necessità di con­net­te­re il sistema a un provider d’in­fra­strut­tu­ra specifico.

Per una com­pa­ra­zio­ne, con­si­de­ria­mo la dif­fe­ren­za tra soluzioni Fully managed e Self managed. Alcune delle al­ter­na­ti­ve a OpenShift esistono solo come soluzioni gestite. Tutte offrono, tuttavia, la pos­si­bi­li­tà di un uso del cluster worker al di là dei limiti dell’in­fra­strut­tu­ra.

Le soluzioni di ma­na­ge­ment Ku­ber­ne­tes sono in un costante stato di sviluppo. Anche nel caso in cui le al­ter­na­ti­ve a OpenShift di­spon­ga­no di funzioni simili, esistono spesso delle dif­fe­ren­ze nei dettagli. Di seguito vi pre­sen­tia­mo una pa­no­ra­mi­ca delle funzioni più im­por­tan­ti:

Vi pre­sen­tia­mo un riepilogo su OpenShift e una serie di al­ter­na­ti­ve im­por­tan­ti, il­lu­stran­do­vi per ciascuna al­ter­na­ti­va i vantaggi e gli svantaggi, le dif­fe­ren­ze più rilevanti rispetto a OpenShift e una pa­no­ra­mi­ca degli impieghi più in­te­res­san­ti e con­ve­nien­ti. Con­fron­tia­mo le seguenti soluzioni di ma­na­ge­ment Ku­ber­ne­tes:

• Red Hat OpenShift
• SUSE Rancher
• Canonical Ku­ber­ne­tes
• Mirantis Ku­ber­ne­tes Engine (in pre­ce­den­za Docker En­ter­pri­se)
• VMware Tanzu (in pre­ce­den­za Pivotal)
• Platform9 Managed Ku­ber­ne­tes
• Giant Swarm
• Portainer

Con OpenShift l’azienda Red Hat si è affermata come pioniere delle soluzioni di ma­na­ge­ment Ku­ber­ne­tes. Il software è impiegato per la creazione di ambienti ap­pli­ca­ti­vi e di sviluppo di­stri­bui­ti e scalabili. Sin dagli inizi di Ku­ber­ne­tes, Red Hat ha con­tri­bui­to no­te­vol­men­te allo sviluppo della tec­no­lo­gia. Anche l’im­por­tan­te concetto degli operatori Ku­ber­ne­tes è stato in­tro­dot­to ori­gi­na­ria­men­te da Red Hat.

Il più grande vantaggio di OpenShift consiste nella vasta gamma di funzioni del sistema. Insieme alla gestione di cluster sono integrate le tec­no­lo­gie ri­guar­dan­ti il ma­na­ge­ment completo del ciclo di vita dell’ap­pli­ca­zio­ne, incluso lo sviluppo, il roll-out, l’uso e la ma­nu­ten­zio­ne. Red Hat, inoltre, mette a di­spo­si­zio­ne i propri registri dei container e un catalogo di operatori.

La varietà della serie di funzioni di OpenShift implica, na­tu­ral­men­te, un’elevata com­ples­si­tà del software. L’in­stal­la­zio­ne e la ma­nu­ten­zio­ne di OpenShift ri­chie­do­no un team spe­cia­liz­za­to oppure il supporto nell’ambito di una soluzione gestita (managed solution). Una com­ples­si­tà ag­giun­ti­va è la dif­fe­ren­za si­gni­fi­ca­ti­va tra la di­stri­bu­zio­ne Ku­ber­ne­tes di OpenShift rispetto alla versione upstream. Un ulteriore dettaglio è che OpenShift funziona solo sul sistema operativo di Red Hat, “Red Hat En­ter­pri­se Linux CoreOS” (RHCOS).

OpenShift è una soluzione speciale anche riguardo alle immagini di container impiegate. In relazione alle rigide im­po­sta­zio­ni di sicurezza non tutte le immagini dei re­po­si­to­ry li­be­ra­men­te di­spo­ni­bi­li sono uti­liz­za­bi­li. Per la creazione dell’in­fra­strut­tu­ra, OpenShift usa i propri modelli di ap­pli­ca­zio­ni invece dei ben noti Helm chart di Ku­ber­ne­tes. I poderosi operatori di OpenShift rea­liz­za­no tuttavia un mec­ca­ni­smo al­ter­na­ti­vo.

OpenShift è par­ti­co­lar­men­te adatto per applicare strategie di cloud ibrido (hybrid cloud) e per creare e scalare le ap­pli­ca­zio­ni con­tai­ne­riz­za­te ne­ces­sa­rie a tal fine. Chi opera già in ambienti di software come Red Hat può trarre profitto in modo par­ti­co­lar­men­te agevole dall’impiego del software.

La plu­rien­na­le al­ter­na­ti­va a OpenShift Rancher è stata acquisita alla fine del 2020 dal pro­dut­to­re del sistema operativo SUSE. Rancher rap­pre­sen­ta una piat­ta­for­ma potente e versatile di ma­na­ge­ment Kurbetes. Il software facilita la gestione di più cluster Ku­ber­ne­tes superando i limiti di diversi ambienti cloud. Tra le funzioni sono comprese quelle di pro­vi­sio­ning, mo­ni­to­ring e logging.

Il software Rancher integra, accanto alla ne­ces­sa­ria gestione di cluster, anche una serie di in­te­res­san­ti tec­no­lo­gie. È di­spo­ni­bi­le, infatti, con “Rancher Ku­ber­ne­tes Engine” (RKE), una propria di­stri­bu­zio­ne Ku­ber­ne­tes, offerta al pubblico com­ple­ta­men­te come open source. Per l’uso su di­spo­si­ti­vi “Edge” e IoT, esiste anche la di­stri­bu­zio­ne minima K3s con cui possono essere rea­liz­za­ti anche cluster “single node”. I tipici controlli di accesso in base agli standard “Open Policy Agency” (OPA) e “Longhorn“ storage engine com­ple­ta­no l’offerta.

Rancher si presta in maniera ottimale per la gestione di più cluster Ku­ber­ne­tes tramite un’in­ter­fac­cia cen­tra­liz­za­ta. È possibile, inoltre, assegnare in modo cen­tra­liz­za­to i permessi utente tramite diversi cluster.

Con Canonical Ku­ber­ne­tes è di­spo­ni­bi­le un’ulteriore soluzione di ma­na­ge­ment Ku­ber­ne­tes offerta da un noto pro­dut­to­re di sistemi operativi. Linux Ubuntu, svi­lup­pa­to da Canonical, è la base per le di­stri­bu­zio­ni Ku­ber­ne­tes dei grandi provider cloud come Google Ku­ber­ne­tes Engine (GKE), Amazon Elastic Ku­ber­ne­tes Service (EKS) e Azure Ku­ber­ne­tes Service (AKS). Canonical Ku­ber­ne­tes permette così la creazione di cluster che si estendono oltre i limiti del cloud.

I vantaggi più im­por­tan­ti di Canonical Ku­ber­ne­tes sono la grande ver­sa­ti­li­tà e i costi d’impiego ridotti. “Charmed Ku­ber­ne­tes” rap­pre­sen­ta un in­te­res­san­te approccio basato sull’operatore per la creazione dell’in­fra­strut­tu­ra. Con i co­sid­det­ti “Charms” possono essere fa­cil­men­te integrate e gestite ap­pli­ca­zio­ni basate su Ku­ber­ne­tes, Container e VM al di là degli ambienti di cloud ibridi. Il sistema operativo im­pie­ga­bi­le è esclu­si­va­men­te Ubuntu.

Canonical Ku­ber­ne­tes funziona su un’ampia gamma di hardware. Sono sup­por­ta­te, infatti, le ar­chi­tet­tu­re di pro­ces­so­re x86, ARM, IBM POWER e IBM Z e sono uti­liz­za­bi­li, inoltre, sia CPU sia GPU. Per l’uso su computer e di­spo­si­ti­vi Edge, è di­spo­ni­bi­le la di­stri­bu­zio­ne Ku­ber­ne­tes minima “MicroK8s”, il cui uso di risorse è par­ti­co­lar­men­te sobrio e ridotto.

L’impresa Mirantis ha ac­qui­sta­to la “Docker En­ter­pri­se Edition” da Docker Inc. nel 2019. Da allora la tec­no­lo­gia è stata ri­no­mi­na­ta come “Mirantis Ku­ber­ne­tes Engine”. È possibile con­sta­ta­re come la struttura base del software trovi origine nella realtà ap­pli­ca­ti­va di Docker. In tal modo viene sup­por­ta­to oltre a Kurbetes, come cluster manager, anche Docker Swarm.

Mirantis Ku­ber­ne­tes Engine occupa alcune nicchie in­te­res­san­ti. Infatti, oltre al ne­ces­sa­rio Linux, in relazione ai nodi, anche Windows è sup­por­ta­to come sistema operativo. Un altro dettaglio di rilievo è che i nodi Linux e Windows si combinano senza problemi e lo stesso succede riguardo ai nodi con Ku­ber­ne­tes o Docker Swarm. Il prodotto è indicato per clienti di grandi di­men­sio­ni. C’è la carenza purtroppo di una community attiva e la versione gratuita da testare richiede una re­gi­stra­zio­ne.

La tec­no­lo­gia è par­ti­co­lar­men­te adatta per grandi or­ga­niz­za­zio­ni che hanno un grande interesse per lo sviluppo. Se è già presente un’in­fra­strut­tu­ra basata su nodi Docker Swarm o Windows, con l’ausilio di Mirantis Ku­ber­ne­tes Engine è possibile espan­der­la in modo re­la­ti­va­men­te facile in­te­gran­do­la con l’uso di Ku­ber­ne­tes.

Con https://tanzu.vmware.com/tanzuPa­no­ra­mi­ca su VMware Tanzu">VMware Tanzu è di­spo­ni­bi­le una piat­ta­for­ma Ku­ber­ne­tes dello spe­cia­li­sta della vir­tua­liz­za­zio­ne VMware. Il prodotto proviene dall’ac­qui­si­zio­ne della ditta Pivotal da parte di VMware alla fine del 2019. Tramite VMware Tanzu si riesce a creare cluster Ku­ber­ne­tes su un’in­fra­strut­tu­ra VMwares vSphere. L’integrata “Tanzu Mission Control” è un’in­ter­fac­cia grafica cen­tra­liz­za­ta per la gestione di cluster Ku­ber­ne­tes di­stri­bui­ti. Sono comprese, infatti, oltre alle funzioni per lo sviluppo e all’uso di ap­pli­ca­zio­ni con­tai­ne­riz­za­te, anche quelle di mo­ni­to­ring e logging, così come la gestione di rete e dello spazio di ar­chi­via­zio­ne.

I vantaggi che VMware Tanzu offre con­si­sto­no so­prat­tut­to negli strumenti integrati. “VMware Tanzu Ap­pli­ca­tion Catalog”, ad esempio, contiene un catalogo co­stan­te­men­te curato di com­po­nen­ti open source e di ap­pli­ca­zio­ni. È di­spo­ni­bi­le, inoltre, un proprio registro container: “Harbor”. Ciò permette una pro­te­zio­ne di diversi artefatti build grazie al controllo degli accessi basato sui ruoli. Le immagini container salvate in Harbor sono con­trol­la­te riguardo a vul­ne­ra­bi­li­tà e falle di sicurezza e infine con­tras­se­gna­te come sicure. L’impiego mirato e ottimale di VMware Tanzu risiede chia­ra­men­te nell’uso su una in­fra­strut­tu­ra vSphere. La pre­di­spo­si­zio­ne come supporto per altre piat­ta­for­me cloud non è molto svi­lup­pa­ta.

VMware Tanzu trova impiego in par­ti­co­la­re presso imprese che hanno già fa­mi­lia­ri­tà con l’in­fra­strut­tu­ra vSphere. Esiste, oltre alla versione com­mer­cia­le, anche una versione libera, la “VMware Tanzu Community Edition”. È sca­ri­ca­bi­le e in­stal­la­bi­le su computer con sistemi operativi Linux, Windows e Mac.

L’azienda Platform9 è stata fondata da ingegneri in pre­ce­den­za operativi presso VMware. Il concetto base della piat­ta­for­ma consiste nell’impiego di software open source già esistenti come Ku­ber­ne­tes in com­bi­na­zio­ne con un modello di Software as a Service (SaaS) specifico per i clienti. Diventa possibile, quindi, tramite diversi ambienti cloud, una gestione cen­tra­liz­za­ta di cluster Ku­ber­ne­tes di­stri­bui­ti. Platform9 cura, inoltre, le in­stal­la­zio­ni Ku­ber­ne­tes riducendo in tal modo la com­ples­si­tà operativa per quanto riguarda il cliente.

Il vantaggio prin­ci­pa­le della piat­ta­for­ma consiste nel modello operativo “Fully managed”. Da parte del cliente, pertanto, non è più ne­ces­sa­rio occuparsi degli ag­gior­na­men­ti del sistema operativo oppure di Ku­ber­ne­tes. Sono evidenti i vantaggi offerti da modelli di prezzo chiari, da una do­cu­men­ta­zio­ne ap­pro­fon­di­ta e da una versione di test gratuita. Anche se l’in­ter­fac­cia web è leg­ger­men­te obsoleta, le funzioni standard sono però presenti: il software “Pro­me­theus” controlla co­stan­te­men­te lo stato di sicurezza dei cluster, i log sono raccolti in modo cen­tra­liz­za­to ed elaborati. L’in­stal­la­zio­ne delle ap­pli­ca­zio­ni di­spo­ni­bi­li nei re­po­si­to­ry Helm pubblici è molto facile e agevole.

Platform9 si situa in una speciale nicchia, ri­vol­gen­do­si ai provider di servizi nel settore delle te­le­co­mu­ni­ca­zio­ni che ge­sti­sco­no un grande numero di di­spo­si­ti­vi Edge in cluster Ku­ber­ne­tes. La piat­ta­for­ma supporta, pa­ral­le­la­men­te alle moderne ap­pli­ca­zio­ni con­tai­ne­riz­za­te, anche le app “Legacy” basate su macchine virtuali.

Giant Swarm è una piat­ta­for­ma Ku­ber­ne­tes “Fully managed”. Il software gestisce l’ambiente Ku­ber­ne­tes in­di­pen­den­te­men­te dall’in­fra­strut­tu­ra cloud usata. Per il cliente si situano così in primo piano le ap­pli­ca­zio­ni e i servizi operativi su Ku­ber­ne­tes. I cluster worker e di ma­na­ge­ment possono essere impiegati tramite una propria in­fra­strut­tu­ra di calcolo su Amazon AWS, Microsoft Azure oppure “On premises”

La piat­ta­for­ma gestisce e ottimizza il ciclo di vita completo delle ap­pli­ca­zio­ni con­tai­ne­riz­za­te ed è ve­lo­ce­men­te operativa. Rispetto a OpenShift, eseguire un’in­stal­la­zio­ne Giant Swarm è possibile nell’arco di un giorno. Essendo impiegata una di­stri­bu­zio­ne Ku­ber­ne­tes invariata è re­la­ti­va­men­te facile spostare parti dell’in­fra­strut­tu­ra tra gli ambienti cloud. In questo modo viene ridotto il pericolo di un vendor lock-in (blocco imposto dal fornitore). Risulta tuttavia svan­tag­gio­sa l’ine­si­sten­za di un modello di prezzo omogeneo. In compenso, ciascun cliente riceve un’offerta di prezzo per­so­na­liz­za­ta e specifica.

Giant Swarm è una soluzione ottimale so­prat­tut­to per il controllo di ar­chi­tet­tu­re mi­cro­ser­vi­ce di­stri­bui­te. Si rea­liz­za­no e si scalano così sistemi agili e re­si­sten­ti. Il software, infine, si occupa della di­spen­dio­sa gestione dell’in­fra­strut­tu­ra sot­to­stan­te.

Rispetto alle già men­zio­na­te al­ter­na­ti­ve a OpenShift, il software Portainer si basa su un altro principio. Non si tratta in questo caso di una piat­ta­for­ma com­ple­ta­men­te gestita o di una propria di­stri­bu­zio­ne Ku­ber­ne­tes. Viene impiegata invece un’in­ter­fac­cia grafica per l’utente che uniforma la gestione di de­ploy­ment Ku­ber­ne­tes già esistenti. I team DevOps hanno la pos­si­bi­li­tà di gestire in modo cen­tra­liz­za­to ambienti multi cluster, di con­fi­gu­rar­li e pro­teg­ger­li. Si giunge così a una sem­pli­fi­ca­zio­ne per gli svi­lup­pa­to­ri, riguardo al de­ploy­ment, alla gestione e alla ri­so­lu­zio­ne dei problemi delle ap­pli­ca­zio­ni con­tai­ne­riz­za­te.

Il maggiore vantaggio di Portainer consiste nella ver­sa­ti­li­tà del software. Oltre a Ku­ber­ne­tes, infatti, è possibile usare anche Docker Swarm e Docker per la gestione di cluster o container. Portainer è basato su un software open source ed è di­spo­ni­bi­le sia in una libera versione community, sia come versione a pagamento con il supporto En­ter­pri­se. Il software è in­stal­la­bi­le in ambienti cloud su di­spo­si­ti­vi Edge oppure su una propria struttura di ela­bo­ra­zio­ne “on premises”. Portainer è un software re­la­ti­va­men­te nuovo e la do­cu­men­ta­zio­ne è at­tual­men­te ancora poco sod­di­sfa­cen­te.

Portainer è molto adatto per gestire in­fra­strut­tu­re cluster già esistenti in modo cen­tra­liz­za­to e uniforme. Nel caso in cui, oltre a Ku­ber­ne­tes, siano impiegati anche sistemi basati su Docker o Docker-Swarm, è possibile gestire questi ultimi senza problemi.