Cos’è la containerizzazione?

Definizione di container

La containerizzazione è una virtualizzazione del sistema operativo Cloud che consente l’esecuzione di più istanze isolate di spazio utente su un kernel di sistema operativo condiviso.

Ogni container Cloud agisce come unità indipendente, incapsulando un'applicazione e tutte le sue dipendenze, incluse librerie, file binari e file di configurazione.

Questo isolamento assicura che le applicazioni Cloud eseguite all’interno di diversi container non interferiscano tra loro, fornendo consistenza e prevedibilità in diversi ambienti.

A Partire Dalla Virtualizzazione

Anche se lo sviluppatore conosce meglio l'applicazione e le relative dipendenze, in genere è un amministratore di sistema a fornire l'infrastruttura, installare tutte le dipendenze e configurare il sistema su cui viene eseguita l'applicazione. Questo processo può essere molto soggetto a errori e difficile da gestire, pertanto i server sono configurati solo per uno scopo singolo, ad esempio eseguire un database o un server applicazioni e quindi connettersi tramite rete.

Per ottenere un utilizzo più efficiente dell’hardware del server, le macchine virtuali possono essere utilizzate per emulare un server completo con CPU, memoria, storage, rete, sistema operativo e software in cima. In questo modo è possibile eseguire più server isolati sullo stesso hardware.

Dalla virtualizzazione alla containerizzazione

Prima della diffusione dei container, la virtualizzazione dei server era il modo più efficiente per eseguire applicazioni isolate e facili da gestire. Tuttavia, dato che la virtualizzazione richiede l'esecuzione dell'intero sistema operativo, incluso il kernel, comporta sempre un certo sovraccarico se è necessario eseguire molti server.

I container possono essere utilizzati per risolvere entrambi questi problemi, gestendo le dipendenze di un'applicazione ed eseguendo in modo molto più efficiente rispetto allo spin-up di molte macchine virtuali.

Perché la containerizzazione è importante

La containerizzazione offre numerosi vantaggi che velocizzano i DevOps e migliorano l’utilizzo delle risorse informatiche. Oggi i container sono essenziali per lo sviluppo software moderno e questo è dovuto ai motivi seguenti:

• Portabilità I container sono altamente portabili e possono essere eseguiti in modo coerente su diverse piattaforme e infrastrutture e possono essere eseguiti ovunque, eliminando il problema di "funziona solo su macchine e piattaforme".
   
• Efficienza I container condividono il kernel del sistema operativo host e questo, rispetto alla virtualizzazione standard, li rende molto leggeri ed efficienti in termini di utilizzo delle risorse e velocità dei DevOps.
   
• Scalabilità: I container possono essere scalati facilmente per adattarsi ai carichi di lavoro in continua evoluzione, consentendo una gestione efficiente delle risorse e offrendo alle aziende la flessibilità necessaria all’esecuzione dei carichi di lavoro.
   
• Deploy più rapido: La leggerezza dei container permette di accelerare i tempi di avvio e l’implementazione del Cloud, accelerando così il ciclo di vita dello sviluppo software. La loro flessibilità favorisce inoltre la scalabilità, consentendo di prendere decisioni rapide nei DevOps.
   
• Architettura dei microservizi: La containerizzazione si allinea perfettamente all’architettura dei microservizi. Con i microservizi, gli sviluppatori possono decomporre le applicazioni in servizi più piccoli e indipendenti, sviluppati, distribuiti e scalati in modo indipendente.

Differenza tra container e macchine virtuali

Sebbene la virtualizzazione sia offerta dai container che dalle macchine virtuali, esistono differenze sostanziali. Queste differenze sono legate all'architettura e al modo in cui l'architettura influisce sull'utilizzo delle risorse.

I container forniscono un isolamento a livello di processo su un kernel di sistema operativo condiviso, rendendoli leggeri e altamente portabili.  Le macchine virtuali, invece, offrono una virtualizzazione hardware completa con un sistema operativo guest, con conseguente maggiore utilizzo delle risorse e minore portabilità.

Il risultato è che i container Cloud vantano tempi di avvio più rapidi rispetto alle macchine virtuali. Le macchine virtuali richiedono un processo di avvio completo del sistema operativo guest, che richiede più tempo e consuma più risorse.

Nei casi d’uso, i container eccellono nei microservizi DevOps e nelle applicazioni Cloud native, mentre le macchine virtuali sono più comunemente utilizzate per applicazioni e ambienti legacy che richiedono sistemi operativi diversi. Sebbene sia possibile dedicare un'intera VM a un'applicazione Cloud nativa, un container può essere più efficiente.

Demistificazione dei container

I container sono diventati la pietra angolare dello sviluppo di applicazioni Cloud moderne e offrono un modo leggero ed efficiente per assemblare, distribuire ed eseguire applicazioni.

Tuttavia, i container nel Cloud sono complessi. Capire come funzionano i container può essere scoraggiante e richiede un po’ di tempo per imparare. In questo caso, cercheremo di demistificare i container esplorandone i componenti principali e il funzionamento.

Cos'è un container?

Al suo centro, un container è costituito da tre elementi essenziali:

• Codice Il codice è corretto nel cuore del contenitore, contenente il codice sorgente dell'applicazione (noto anche come file eseguibili).
   
• Runtime Il runtime è responsabile dell'esecuzione del codice dell'applicazione cloud all'interno del contenitore. Fornisce un ambiente controllato in cui l'applicazione può essere eseguita senza interferire con altri processi sul sistema host.
   
• Librerie: Le librerie sono raccolte di codice prescritto che forniscono funzionalità non incorporate nell'applicazione stessa. Abbiamo sempre bisogno di librerie perché questi blocchi di codice plug-in sono essenziali per la corretta esecuzione dell'applicazione e per l'esecuzione di attività specifiche.

Infine, la maggior parte dei container di applicazioni Cloud avrà un elenco di dipendenze esterne al container. Queste dipendenze sono blocchi di codice esterni su cui un'applicazione farà affidamento per funzionare. ad esempio altre librerie, strumenti di sistema o altri contenitori.

Funzionamento Delle Immagini Contenitore Come Progetti

Un'immagine contenitore è uno snapshot statico di un contenitore, che acquisisce il codice, il runtime, le librerie e le dipendenze.

Questa immagine è un progetto per creare diversi container identici da ospitare: è un modo veloce per copiare e incollare container. Le immagini consentono di garantire la coerenza dei container, una condizione chiamata riproducibilità, assicurando che tutti i container siano identici in ambienti diversi.

Immaginatelo come un ricettario dei DevOps in grado di creare più copie dello stesso piatto con lo stesso gusto e la stessa qualità.

Le immagini dei container sono in genere archiviate nei registri delle applicazioni Cloud. Sia Docker Hub che il sempre più diffuso Harbor sono esempi di Registry di container, che consente agli utenti di estrarre ed eseguire facilmente un container sui propri sistemi.

Quando si esegue un'immagine contenitore, viene creato un nuovo contenitore in base alle specifiche dell'immagine. Questo processo è simile al seguire una ricetta per creare un nuovo piatto partendo da zero.

Passi Per L'Adozione Del Contenitore

Come accennato in precedenza, la containerizzazione è potente ma diventa rapidamente complessa. Un'attenta considerazione e pianificazione è essenziale:

Il primo passo per l'adozione di container consiste nella scelta della piattaforma container più adatta alle esigenze e agli obiettivi dell'organizzazione. Sono disponibili diverse opzioni per i contenitori più diffusi, ognuna con i propri dosaggi e casi d’uso.

Detto questo, Docker sarà probabilmente in cima alla lista delle applicazioni per container Cloud. È la piattaforma di container adottata su larga scala che semplifica il processo di costruzione, spedizione e gestione dei container . L’infrastruttura di container Docker è nota per la sua facilità di utilizzo e include una documentazione in grado di aiutare le aziende che non hanno familiarità con la containerizzazione.

Inoltre, con Docker come host, hai a disposizione un ecosistema di applicazioni Cloud davvero ampio di strumenti e risorse. Docker è una scelta eccellente per gli sviluppatori che vogliono iniziare con container in modo semplice e veloce.

Man mano che il carico di lavoro cresce, è necessario disporre di strumenti in grado di semplificare la gestione dei container, in quanto è probabile che il loro numero raggiunga le centinaia o le migliaia. Kubernetes è probabilmente la piattaforma di scelta per automatizzare l'implementazione, la scalabilità e la gestione di applicazioni containerizzate. Kubernetes semplifica notevolmente il processo di gestione di cluster di container complessi.

Considerazione della sicurezza del contenitore

La sicurezza dei container è una componente critica della sicurezza Cloud Linux, in quanto garantisce la protezione delle applicazioni e dei dati all’interno degli ambienti containerizzati. È necessario applicare le misure di sicurezza degli host in ogni fase del ciclo di vita del contenitore, applicando i principi di sicurezza dallo sviluppo e dalla distribuzione al runtime.

tra cui la creazione di immagini di container sicure, la scansione delle vulnerabilità di sicurezza, i controlli degli accessi di sicurezza e il monitoraggio continuo dell'attività dei container per rilevare anomalie di sicurezza. Assegnando priorità alla sicurezza dei container, è possibile ridurre i rischi per la sicurezza associati alle vulnerabilità della sicurezza dei container.

Infine, potrebbe essere necessario un altro livello di usabilità e controllo del contenitore: Rancher è lo strumento che dovresti considerare, soprattutto se le tue istanze Kubernetes diventano molto complesse. Rancher supporta anche gli obiettivi di sicurezza.

Infine, data la rapida evoluzione della sicurezza dei container, è necessario che le aziende continuino a formare ed educare per garantire che gli sviluppatori e i team operativi dispongano delle competenze necessarie per lavorare con i container in modo efficace.

Come potete vedere, i container sono ormai utilizzati ovunque. Infatti, la maggior parte degli ambienti informatici complessi ora utilizzerà i container, proprio come le VM erano un elemento base degli ambienti informatici.