Co to są kontenery w chmurze?
Kontener w chmurze to przenośna, lekka jednostka oprogramowania, która pakuje aplikację wraz z jej zależnościami, takimi jak biblioteki, pliki binarne i konfiguracyjne, co pozwala na jej spójne działanie w dowolnym środowisku, w tym na różnych platformach chmurowych.
Opakowanie to osiąga się poprzez formę wirtualizacji systemu operacyjnego (OS), w której funkcje jądra systemu operacyjnego są wykorzystywane do izolowania procesów i kontrolowania ilości procesora, pamięci i dysku, do których te procesy mogą mieć dostęp.
Kontenery w chmurze są projektowane tak, aby wirtualizować pojedynczą aplikację, tworząc granicę izolacji na poziomie aplikacji, a nie na poziomie serwera. To oznacza, każdy kontener zawiera tylko jedną aplikację, dzięki czemu deweloperzy mogą dostosowywać zasoby do potrzeb bez zakłócania działania całej aplikacji.
W przeciwieństwie do wirtualnych maszyn (VM), przy których potrzebny jest pełen system operacyjny i wirtualna kopia sprzętu serwera hosta, kontenery w chmurze nie mają takich wymagań. Wirtualizują one podstawowy system operacyjny i umożliwiają skonteneryzowanym aplikacjom działanie tak, jakby posiadały dedykowany system operacyjny, w tym procesor, pamięć, przestrzeń dyskową plików i połączenia sieciowe.
Dzięki temu kontenery są mniejsze, szybsze i bardziej przenośne niż wirtualne maszyny. Kontenery w chmurze mogą działać praktycznie w każdym miejscu. Możliwość przenoszenia i spójność między środowiskami sprawiają, że kontenery są rozwiązaniem często wybieranym do wdrażania oprogramowania i zarządzania nim w chmurze.
Definicja kontenera w chmurze
Kontener w chmurze to autonomiczny, wykonywalny pakiet zawierający wszystko, co niezbędne do uruchomienia danego oprogramowania, w tym kod, uruchomienie, biblioteki, zmienne środowiskowe i narzędzia systemowe.
Kontenery są zaprojektowane tak, aby zapewnić spójny i wydajny sposób pakowania i uruchamiania aplikacji w różnych środowiskach obliczeniowych, od laptopa programisty po prywatne centrum danych lub chmurę publiczną. Typowe cechy kontenerów w chmurze to:
- Lekkość: W przeciwieństwie do maszyn wirtualnych (VM), które wymagają pełnej kopii systemu operacyjnego, kontenery współdzielą system operacyjny hosta. Dzięki temu są lżejsze i można je uruchomić szybciej niż wirtualne maszyny.
- Przenośność: Kontenery zawierają wszystko, czego aplikacja potrzebuje do działania i dzięki temu są wysoce przenośne w różnych środowiskach obliczeniowych.
- Izolacja Kontenery wirtualizują zasoby procesora, pamięci, przestrzeni dyskowej i sieci na poziomie systemu operacyjnego, zapewniając odizolowane środowisko, w którym może działać aplikacja.
- Skalowalność i wydajność: Kontenery można łatwo skalować w górę lub w dół w zależności od zapotrzebowania, dzięki czemu są odpowiednie dla aplikacji o zmiennych obciążeniach. Kontenery mogą współdzielić zasoby, i dlatego są bardziej wydajne pod względem wykorzystania zasobów w porównaniu z maszynami wirtualnymi.
Kontenery zapewniają spójność w wielu środowiskach programistycznych, testowych i produkcyjnych, ułatwiając tym samym tworzenie i wdrażanie aplikacji.
Mimo to nie są identyczne z wirtualnymi maszynami. Oto cechy, których nie mają kontenery w chmurze:
- Kompletny system operacyjny: W przeciwieństwie do wirtualnych maszyn, kontenery nie zawierają pełnego systemu operacyjnego gościa. Dzielą system operacyjny hosta. Kontenery nie wirtualizują sprzętu, inaczej niż wirtualne maszyny. Wirtualizują one system operacyjny ponad poziomem sprzętowym.
- SIlna izolacja: Chociaż kontenery zapewniają pewien poziom izolacji, nie jest on tak silny jak w przypadku maszyn wirtualnych. Jeśli aplikacja wymaga silnej izolacji ze względów bezpieczeństwa lub z innych powodów, wirtualna maszyna może być najlepszym wyborem.
- Trwała przestrzeń dyskowa: Kontenery z definicji są efemeryczne, co oznacza, że nie przechowują danych po zakończeniu działania. Wszelkie dane, które mają być używane później, należy przechowywać poza kontenerem.
- Kompletne usługi systemowe: Kontenery są przeznaczone do uruchamiania jednej aplikacji, więc nie zawierają pełnych usług systemowych, które mógłby zapewnić kompletny system operacyjny.
Jak działają kontenery w chmurze?
Kontenery w chmurze działają w oparciu o wirtualizację systemu operacyjnego (OS) i zapewniają odizolowane środowisko do uruchamiania aplikacji. Pakują kod aplikacji wraz z jej zależnościami, takimi jak określone wersje środowisk wykonawczych języka programowania, biblioteki i zmienne środowiskowe, w jednej wykonywalnej jednostce. Proces tworzenia i uruchamiania kontenera w chmurze zazwyczaj obejmuje następujące etapy:
Tworzenie obrazów
Obraz kontenera jest tworzony na podstawie obrazu bazowego, który jest lekką wersją systemu operacyjnego. Kod aplikacji i jej zależności są dodawane do tego obrazu bazowego. Wynikowy obraz kontenera zawiera wszystko, co aplikacja musi wykonać.
Uruchomienie
Obraz kontenera jest uruchamiany w środowisku wykonawczym kontenera, czyli oprogramowaniu, które wykonuje kontenery i zarządza ich cyklem życia. Przykłady środowiska wykonawczego kontenerów obejmują Docker i kontenery.
Wykonanie
Kiedy kontener zostanie wykonany, działa w odizolowaniu od innych kontenerów, nawet jeśli dzieli system operacyjny hosta oraz, w niektórych przypadkach, pliki binarne i biblioteki. Izolację osiąga się poprzez przestrzenie nazw i grupy kontrolne (cgroups) w systemie Linux, które izolują procesy, system plików i stos sieciowy każdego kontenera.
Orkiestracja
Do zarządzania wieloma kontenerami, zwłaszcza w środowisku rozproszony, takim jak chmura, wykorzystywane są narzędzia do orkiestracji kontenerów, np. Kubernetes. Narzędzia te pozwalają na wdrażanie, skalowanie, tworzenie sieci i zapewnianie dostępności kontenerów.
Należy pamiętać, że kontenery współużytkują system operacyjny hosta, ale wyświetlane są w aplikacji jako osobny system operacyjny. Jest to możliwe dzięki wydzieleniu interfejsów systemu operacyjnego hosta i zaprezentowaniu ich aplikacji, tak jakby działała w swoim systemie operacyjnym.
Jakie są zalety kontenerów?
Kontenery w chmurze oferują wiele korzyści, które czynią je atrakcyjnym wyborem do wdrażania aplikacji i zarządzania nimi. Oto niektóre z ich kluczowych plusów:
Skuteczność
Kontenery są lekkie i dzielą zasoby systemu hosta, dzięki czemu liczne kontenery mogą działać na jednym hoście bez zużywania dużych ilości zasobów. Dzięki temu możliwa jest większa liczba aplikacji na tym samym sprzęcie, co obniża koszty. Ich lekkość sprawia, że kontenery można łatwo skalować w górę lub w dół w zależności od potrzeb. Są zatem odpowiednie dla aplikacji o zmiennych obciążeniach.
Zwinność i produktywność
Korzystanie z kontenerów może zwiększyć prędkość budowy, umożliwić szybsze cykle konserwacji i zapewnić spójność między środowiskami. To z kolei może prowadzić do większej zwinności i produktywności. Dzięki przenośności i łatwości wdrażania kontenery mogą przyspieszyć dostarczanie aplikacji.
Zwiększone bezpieczeństwo
Podczas gdy kontenery współdzielą ten sam kernel hosta, co może stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa, specyficzne dla nich środki bezpieczeństwa, takie jak izolacja kontenerów i segmentacja sieci, mogą zmniejszyć to ryzyko.
Prostsze zarządzanie
Kontenerami można zarządzać w prostszy sposób niż tradycyjnymi maszynami wirtualnymi, zwłaszcza jeśli w systemie używa się narzędzi do orkiestracji kontenerów, takich jak Kubernetes. Kontenery zapewniają elastyczność wdrażania, dzięki czemu niektóre elementy mogą być hostowane na serwerze bare metal, a inne mogą być wdrażane w środowiskach chmury wirtualnej.
Należy pamiętać, że kontenery współużytkują system operacyjny hosta, ale wyświetlane są w aplikacji jako osobny system operacyjny. Jest to możliwe dzięki wydzieleniu interfejsów systemu operacyjnego hosta i zaprezentowaniu ich aplikacji, tak jakby działała w swoim systemie operacyjnym.
Kontenery w chmurze a maszyny wirtualne
Kontenery w chmurze i wirtualne maszyny (VM) to technologie wykorzystywane do izolowania aplikacji software’owych i ich zależności, ale różnią się od siebie pod względem zastosowanych rozwiązań, zalet i wad.
Zarówno kontenery, jak i wirtualne maszyny zapewniają środowisko, w którym aplikacje mogą działać w odizolowaniu od innych aplikacji, co poprawia bezpieczeństwo i zapobiega konfliktom między różnymi aplikacjami lub między aplikacjami a ich systemem hosta.
Różnica polega jednak na tym, że kontenery współdzielą system operacyjny systemu hosta, podczas gdy każda maszyna wirtualna korzysta z systemu operacyjnego gościa. Dzięki temu kontenery są lżejsze i uruchamiają się szybciej niż wirtualne maszyny, ale oznacza to również, że wszystkie kontenery na hoście muszą używać tego samego systemu operacyjnego.
Ponieważ kontenery nie muszą obsługiwać pełnego systemu operacyjnego, zazwyczaj zużywają mniej zasobów systemowych (procesor, pamięć, przestrzeń dyskowa) niż wirtualne maszyny. Dzięki temu na danym hoście może działać więcej kontenerów w porównaniu z maszynami wirtualnymi.
Wirtualne maszyny zapewniają większą izolację niż kontenery, ponieważ działają w oddzielnych systemach operacyjnych. Z tego powodu są lepszym wyborem dla aplikacji, które wymagają wysokiego poziomu bezpieczeństwa lub izolacji.
Kontenery są bardziej przenośne niż wirtualne maszyny, ponieważ hermetyzują aplikację i jej zależności w jedną, niezależną jednostkę. Pozwala to na uruchomienie kontenera na dowolnym systemie, na którym zainstalowane jest odpowiednie środowisko wykonawcze kontenera, niezależnie od używanego systemu operacyjnego
Wybór między kontenerami i wirtualnymi maszynami zależy od konkretnych potrzeb aplikacji i infrastruktury. Kontenery są zazwyczaj dobrym wyborem dla aplikacji, które muszą być lekkie, przenośne i skalowalne, podczas gdy wirtualne maszyny są często lepsze dla aplikacji, które wymagają silnej izolacji lub muszą działać na różnych systemach operacyjnych.
Kontenery i wirtualne maszyny razem
Kontenery w chmurze oraz wirtualne maszyny (VM) to formy technologii wirtualizacji, które mogą współistnieć i współpracować w środowisku centrum danych, nawet na tym samym serwerze. Mają one różne podejścia do wirtualizacji i służą różnym celom, ale można je zintegrować, aby osiągnąć najbardziej pożądane dla firmy rezultaty.
Do wdrażania mikrousług często używane są kontenery, ponieważ zapewniają odizolowane środowiska, które można łatwo skalować i którymi można zarządzać niezależnie.
Integracja VM i kontenerów
Typowym sposobem integracji wirtualnych maszyn i kontenerów jest uruchamianie kontenerów w wirtualnej maszynie. Jest to możliwe, ponieważ wirtualna maszyna używa systemu operacyjnego, który może obsługiwać silnik kontenera, taki jak Docker, i uruchamia macierz kontenerów w instancji VM.
Podejście to łączy w sobie korzyści związane z odizolowaniem i bezpieczeństwem wirtualnych maszyn oraz przenośnością i wydajnością kontenerów. Innym podejściem jest współistnienie wirtualnych maszyn i kontenerów w ramach tej samej infrastruktury, zarządzanej przez tę samą platformę.
Pozwala to na hostowanie wszystkich typów projektów z wykorzystaniem jednego punktu zarządzania i umożliwia stopniową transformację w oparciu o aktualne potrzeby i możliwości.
Podsumowując, wirtualne maszyny i kontenery mają różne podejścia do wirtualizacji, ale mogą się uzupełniać, co pozwala wykorzystać mocne strony obu technologii. Dzięki temu firmy zyskują elastyczne, wydajne i bezpieczne środowisko do wdrożeń i zarządzania obciążeniami.
Bezpieczeństwo kontenerów w chmurze
Bezpieczeństwo kontenerów jest kluczowym aspektem nowoczesnych praktyk w zakresie rozwoju i wdrażania oprogramowania. Obejmuje zapewnienie środków bezpieczeństwa przez cały cykl życia kontenera, od jego opracowania do czasu uruchomienia. Oto kilka kluczowych zasad dotyczących bezpieczeństwa kontenerów w chmurze:
Zabezpieczenie procesu budowy
Bezpieczeństwo powinno być włączone w cały cykl rozwoju oprogramowania (SDLC). Obejmuje to zabezpieczenie procesu budowy, a częścią tego procesu są praktyki takie jak skanowanie kodu i skanowanie zależności w celu identyfikacji i mitygacji potencjalnych podatności na wczesnym etapie procesu rozwoju.
Skanuj obrazy w poszukiwaniu podatności
Regularnie skanuj obrazy kontenerów w poszukiwaniu podatności. Ułatwia to identyfikację i rozwiązywanie problemów z bezpieczeństwem, zanim zostaną wykorzystane na szkodę firmy.
Zmniejsz powierzchnię ataku
Zmniejsz komponenty i usługi działające w kontenerach tylko do minimum niezbędnego dla Twojej aplikacji. Ogranicza to liczbę potencjalnych punktów wejścia ataków.
Ogranicz uprawnienia kontenera
Kontenery powinny mieć możliwie najmniejsze uprawnienia niezbędne do wykonywania ich funkcji. Nadmiarowe uprawnienia mogą prowadzić do zagrożeń bezpieczeństwa.
Zastosuj kontrolę dostępu
Użyj mechanizmów uwierzytelniania i autoryzacji, aby tylko autoryzowani użytkownicy mieli dostęp do kontenerów. Pozwala to zapobiec nieupoważnionemu dostępowi i potencjalnym atakom.
Uruchomienie
Obraz kontenera jest uruchamiany w środowisku wykonawczym kontenera, czyli oprogramowaniu, które wykonuje kontenery i zarządza ich cyklem życia. Przykłady środowiska wykonawczego kontenerów obejmują Docker i kontenery.
Zastosuj zabezpieczenia sieci
Skorzystaj z rozwiązań sieciowych dla kontenerów, aby zwiększyć bezpieczeństwo aplikacji. Obejmuje to działania takie jak segregacja ruchu sieciowego i wdrażanie zapór ogniowych.
Zawsze monitoruj, co się dzieje w Twoich kontenerach. Pomoże to w identyfikacji podejrzanych działań i szybszym reagowaniu na potencjalne incydenty bezpieczeństwa.
Kontenery: Powiązane produkty
OVHCloud oferuje szeroką gamę usług dla kontenerów w chmurze, które ułatwiają przedsiębiorstwom zarządzanie i orkiestrację skonteneryzowanych aplikacji. Usługa Managed Kubernetes Service to bezpłatna oferta pozwalająca użytkownikom na orkiestrację kontenerów przy użyciu Kubernetesa, popularnego narzędzia do tego celu. Rozwiązanie to jest odpowiednie dla firm każdej wielkości i może być wykorzystywane do wdrażania aplikacji, ich skalowania i zwiększania odporności, nawet w infrastrukturach hybrydowych lub multicloud.
Managed Kubernetes Service, oparta na instancjach Public Cloud od OVHcloud, zawiera zintegrowane Load Balancery OVHcloud oraz dodatkowe dyski.
OVHcloud jest odpowiedzialne za wdrażanie, hosting i konserwację wszystkich komponentów niezbędnych do działania Kubernetesa, w tym za aktualizacje i łatki bezpieczeństwa. Użytkownicy mogą pobrać plik kubeconfig i korzystać ze wszystkich funkcji certyfikowanego administratora Kubernetesa, dzięki czemu mogą skupić się na swojej działalności, a nie na zarządzaniu infrastrukturą.
Managed Kubernetes Service
Orkiestruj skonteneryzowane aplikacje za pomocą klastra Kubernetes z certyfikatem CNCF.
Oprócz usługi Managed Kubernetes, OVHcloud zapewnia narzędzia do orkiestracji i automatyzacji, które umożliwiają automatyzację operacji takich jak wdrożenia, konserwacja lub skalowanie podczas wzrostów obciążeń.
Narzędzia te pomagają w zarządzaniu procesami i stosami oprogramowania, niezależnie od tego, czy są zwirtualizowane czy skonteneryzowane. Rozwiązania OVHcloud do orkiestracji obejmują klaster Kubernetes z certyfikatem CNCF, repozytorium obrazów Docker czy wykresów Helm oraz możliwość zarządzania zmianami w bieżących projektach poprzez rozdzielenie ruchu na wiele zasobów.
Przyspiesz Twoje aplikacje biznesowe za pomocą narzędzi do automatyzacji zasobów chmurowych.
Platforma chmurowa nie tylko zapewnia zasoby obliczeniowe na żądanie, podłączone do sieci, ale również elastyczną przestrzeń dyskową. Zyskujesz także narzędzia do obsługi i automatyzacji operacji, takich jak wdrożenia, utrzymanie lub skalowanie podczas wzrostów obciążeń.
Prezentowane poniżej narzędzia i usługi pozwalają sprawniej zarządzać Twoimi procesami i stosami oprogramowania, niezależnie od tego, czy są zwirtualizowane czy skonteneryzowane.