Co to jest konteneryzacja?

Definiowanie Konteneryzacji

Konteneryzacja to system operacyjny chmury do wirtualizacji, który umożliwia uruchomienie wielu odizolowanych instancji z przestrzenią użytkownika na współdzielonym jądrze systemu operacyjnego.

Każdy kontener w chmurze działa jak niezależna jednostka, która zawiera aplikację i wszystkie jej zależności, w tym biblioteki, pliki binarne i konfiguracyjne.

Dzięki temu odizolowaniu aplikacje chmurowe działające w różnych kontenerach nie zakłócają siebie nawzajem, zapewniając spójność i przewidywalność w różnych środowiskach.

Zacznij Od Wirtualizacji

Chociaż programista zna najlepiej swoją aplikację i jej zależności, zazwyczaj jest to administrator systemu, który dostarcza infrastrukturę, instaluje wszystkie zależności i konfiguruje system, na którym aplikacja działa. Ponieważ proces ten jest często podatny na błędy i trudny w utrzymaniu, serwery są konfigurowane tylko w tym samym celu, jak np. baza danych lub serwer aplikacji, a następnie łączą się za pomocą sieci.

Aby bardziej efektywnie wykorzystać sprzęt serwera, maszyny wirtualne mogą być wykorzystywane do emulacji pełnego serwera z procesorem, pamięcią, przestrzenią dyskową, siecią, systemem operacyjnym i oprogramowaniem. Pozwala to na uruchomienie wielu odizolowanych serwerów na tym samym sprzęcie.

Od wirtualizacji do konteneryzacji

Przed upowszechnieniem się kontenerów, wirtualizacja serwerów była najskuteczniejszym sposobem na odizolowanie i ułatwienie obsługi aplikacji. Ale biorąc pod uwagę, że wirtualizacja wymaga uruchomienia całego systemu operacyjnego, w tym jądra, zawsze wiąże się to z pewnym narzutem, jeśli potrzebujesz uruchomić dużo serwerów.

W przypadku obydwu tych problemów kontenery umożliwiają zarządzanie zależnościami aplikacji i znacznie wydajniejsze działanie niż uruchamianie wielu wirtualnych maszyn.

Dlaczego Konteneryzacja Jest Ważna

Konteneryzacja oferuje wiele korzyści, które przyspieszają rozwój DevOps i pozwalają usprawnić korzystanie z zasobów komputerowych. W dzisiejszych czasach kontenery są niezbędne do rozwoju nowoczesnego oprogramowania. I oto niektóre z powodów:

• Możliwość przenoszenia Kontenery są bardzo przenośne i mogą działać spójnie na różnych platformach i infrastrukturach - mogą być uruchamiane w dowolnym miejscu, eliminując problem "to działa tylko na mojej maszynie/platformie".
   
• Skuteczność Kontenery bazują na współdzielonym jądrze systemu operacyjnego hosta, co w porównaniu ze standardową wirtualizacją sprawia, że są one bardzo lekkie i wydajne w zakresie wykorzystania zasobów i szybkości operacji DevOps.
   
• Skalowalność: Kontenery można łatwo skalować w górę lub w dół w celu dostosowania do zmieniających się obciążeń, co umożliwia skuteczne zarządzanie zasobami i zapewnia elastyczność w przypadku obsługi obciążeń.
   
• Szybsze wdrażanie: Niska waga kontenerów pozwala skrócić czas startu i przyspieszyć wdrażanie chmury, przyspieszając cykl życia oprogramowania. Ich elastyczność pomaga również w skalowaniu, umożliwiając podejmowanie decyzji w locie.
   
• Architektura mikrousług: Konteneryzacja dostosowuje się do architektury mikrousług. Dzięki mikrousługom deweloperzy mogą rozkładać aplikacje na mniej istotne, niezależne usługi, które są opracowywane, wdrażane i skalowane niezależnie.

Różnica między kontenerami i wirtualnymi maszynami

Zarówno kontenery, jak i wirtualne maszyny oferują wirtualizację, istnieją jednak między nimi fundamentalne różnice. Różnice te sprowadzają się do architektury i sposobu, w jaki architektura wpływa na wykorzystanie zasobów.

Kontenery zapewniają izolację na poziomie procesu we współdzielonym jądrze systemu operacyjnego, dzięki czemu są lekkie i wysoce przenośne.  Wirtualne maszyny oferują natomiast pełną wirtualizację sprzętową z systemem operacyjnym gościa, co skutkuje większym wykorzystaniem zasobów i mniejszymi możliwościami przenoszenia.

Dzięki temu kontenery w chmurze oferują krótszy czas uruchamiania niż maszyny wirtualne. Maszyny wirtualne wymagają pełnego procesu uruchamiania systemu operacyjnego gościa, który trwa dłużej i zużywa więcej zasobów.

W przypadku zastosowań cloud native kontenery znakomicie sprawdzają się w przypadku mikrousług DevOps oraz aplikacji cloud native, natomiast maszyny wirtualne są częściej wykorzystywane w przypadku starszych aplikacji i środowisk wymagających różnych systemów operacyjnych. Nawet jeśli dedykowałeś całą wirtualną maszynę dla aplikacji cloud native, kontener może być bardziej wydajny.

Demistyfikujące Kontenery

Kontenery stały się kamieniem węgielnym nowoczesnego rozwoju aplikacji w chmurze, oferując lekki i skuteczny sposób pakowania, dystrybucji i uruchamiania aplikacji.

Kontenery w chmurze są jednak złożone. Zrozumienie sposobu działania kontenerów może być zniechęcające i wymaga odpowiedniej wiedzy. Tutaj spróbujemy odróżniać kontenery, badając ich podstawowe komponenty i sposób działania.

Co składa się na kontener?

Kontener składa się z trzech podstawowych elementów:

• Code Kod znajduje się w samym sercu kontenera i zawiera kod źródłowy aplikacji (zwany również plikami wykonywalnymi).
   
• Uruchomienie Framework jest odpowiedzialny za wykonywanie kodu aplikacji cloud w kontenerze. Zapewnia kontrolowane środowisko, w którym aplikacja może działać bez zakłócania innych procesów systemu hosta.
   
• Biblioteki: Biblioteki to zbiory wstępnie napisanego kodu, które dostarczają funkcjonalności nie wbudowane w samą aplikację. Zawsze potrzebujemy bibliotek, ponieważ te fragmenty kodu wtyczek są niezbędne, aby aplikacja mogła poprawnie działać i wykonywać określone zadania.

Wreszcie, większość kontenerów aplikacji w chmurze będzie miała listę zależności poza kontenerem. Zależności te to zewnętrzne fragmenty kodu, na których aplikacja będzie polegać w działaniu. Mogą to być inne biblioteki, narzędzia systemowe lub nawet inne kontenery.

Działanie Obrazów Kontenerów Jako Szkiców

Obraz kontenera to statyczny snapshot kontenera, który rejestruje jego kod, środowisko uruchomieniowe, biblioteki i zależności.

Ten obraz jest sposobem tworzenia wielu identycznych kontenerów do hostowania: jest to szybki sposób kopiowania i wklejania kontenerów. Obrazy pomagają zapewnić spójność kontenerów — coś zwanego odtwarzalnością, co zapewnia, że wszystko jest takie samo w różnych środowiskach.

Jest to książka dla DevOps, w której można stworzyć kilka kopii tego samego dania o tym samym smaku i jakości.

Obrazy kontenerów są zazwyczaj przechowywane w rejestrach aplikacji w chmurze. Zarówno Docker Hub, jak i coraz bardziej popularny Harbor są przykładami rejestru kontenerów, który ułatwia użytkownikom ściąganie i uruchamianie kontenerów w ich systemach.

Podczas uruchamiania obrazu kontenera tworzony jest nowy kontener zgodny ze specyfikacją obrazu. Proces ten przypomina podążanie za przepisem, aby stworzyć od podstaw nową potrawę.

Etapy Wdrażania Kontenera

Jak wspomniano wyżej, konteneryzacja jest skuteczna, ale szybko staje się skomplikowana. Dokładne rozważenie i planowanie jest podstawą:

Pierwszym krokiem w przyjęciu kontenera jest wybór odpowiedniej platformy dopasowanej do potrzeb i celów Twojej firmy. Dostępnych jest kilka popularnych opcji kontenerów, z których każda ma swoje mocne strony i zastosowania.

Pomimo to Docker znajduje się prawdopodobnie na szczycie listy Twoich aplikacji kontenera chmurowego. Jest to powszechnie stosowana platforma kontenerów, która upraszcza proces budowy, wysyłki i uruchamiania kontenerów. Infrastruktura kontenerów Docker jest przyjazna dla użytkownika, a ponadto dostarczana jest z dokumentacją, która może pomóc firmom nie znającym się na konteneryzacji.

Ponadto, dzięki usłudze Docker jako hostowi, korzystasz z prawdziwie szerokiego ekosystemu narzędzi i zasobów aplikacji w chmurze. Docker jest doskonałym wyborem dla deweloperów, którzy chcą zacząć szybko i w prosty sposób korzystać z kontenerów.

Niemniej jednak, w miarę wzrostu obciążenia, będziesz potrzebował czegoś, co pomoże Ci zarządzać kontenerami - ponieważ ich liczba może wzrosnąć do setek lub tysięcy. Kubernetes jest prawdopodobnie platformą źródłową do automatyzacji wdrażania, skalowania i zarządzania aplikacjami skonteneryzowanymi. Kubernetes znacznie ułatwia przejście przez proces zarządzania złożonymi klastrami kontenerów.

Biorąc Pod Uwagę Bezpieczeństwo Kontenerów

Bezpieczeństwo kontenerów jest kluczowym elementem bezpieczeństwa chmury Linux, zapewniając ochronę aplikacji i danych w środowiskach skonteneryzowanych. Należy zastosować środki bezpieczeństwa hosta na każdym etapie cyklu życia kontenera, stosując zasady bezpieczeństwa, od rozwoju i wdrożenia do czasu wykonania.

Jedną z postaci rozwiązania są bezpieczne kompilacje obrazów kontenerów, skanowanie luk bezpieczeństwa, kontrola dostępu zabezpieczeń oraz ciągłe monitorowanie aktywności kontenerów pod kątem nieprawidłowości w zakresie bezpieczeństwa. Określając priorytety bezpieczeństwa kontenerów, zmniejszasz zagrożenia bezpieczeństwa związane z podatnościami w kontenerach.

Wreszcie, może być konieczne użycie innej warstwy kontenera i kontroli: Rancher to narzędzie, które należy wziąć pod uwagę, zwłaszcza jeśli instancje Kubernetesa są bardzo złożone. Rancher wspiera również realizację celów bezpieczeństwa.

Wreszcie, wraz z szybkimi zmianami w zakresie bezpieczeństwa konteneryzacji, Twoja firma musi nadal się szkolić i edukować, aby zapewnić programistom i zespołom operacyjnym umiejętności niezbędne do skutecznej pracy z kontenerami.

Kontenery są teraz wszędzie wykorzystywane. Obecnie większość złożonych środowisk obliczeniowych używa kontenerów, podobnie jak wirtualne maszyny, które były kiedyś podstawowym środowiskiem obliczeniowym.