O que é a orquestração de containers?

O que é um container na cloud?

Um container no cloud (cloud container) é uma unidade de implementação normalizada que encapsula tudo o que é preciso para executar uma aplicação. Esse processo reúne código, bibliotecas, dependências e configurações específicas, facilitando o treinamento e a implantação rápida de serviços em ambientes heterogéneos. Uma instância de container pode, por exemplo, ser executada em diferentes plataformas como Kubernetes, Swarm ou AWS sem ter de se preocupar com as diferenças de infraestrutura.

Os containers na cloud são uma solução ideal para a implementação de aplicações enquanto serviços contínuos. O encapsulamento permite que a aplicação seja independente do ambiente, o que favorece uma melhor portabilidade entre os diferentes sistemas, nomeadamente graças à eficácia da rede. O estado dos containers é também um elemento-chave a monitorizar para garantir o seu bom funcionamento.

Ao contrário das máquinas virtuais (máquinas virtuais ou VM), que contêm um sistema operativo completo, os containers partilham o kernel do host, o que torna as instâncias mais leves, mais rápidas no arranque e mais eficazes em termos de recursos. Isto é especialmente verdade nos ambientes AWS, onde a eficiência tem um grande impacto no custo final do serviço.

Assim, é possível implementar um maior número de containers na mesma infraestrutura, o que representa uma vantagem nos ambientes de cloud container. O debate container vs. VMs coloca-se portanto frequentemente em empresa, mas é claro que cada tecnologia tem as suas próprias vantagens, em função do tipo de aplicações e de serviços utilizados.

A utilização de containers garante que as aplicações funcionam de forma coerente, quer sejam executadas localmente, no local ou na cloud. Os serviços implementados através de containers podem assim ser replicados e ajustados de forma mais rápida. Esta abordagem simplifica os esforços de desenvolvimento, ao mesmo tempo que reduz o risco de incompatibilidade em aplicações críticas.

⚡ Os containers são frequentemente agrupados em unidades chamadas pods. No Kubernetes, um pod é o objeto de implementação mais pequeno e simples. Pode conter um ou vários containers que partilham a mesma rede e o mesmo espaço de armazenamento, o que facilita a sua comunicação.

Para que servem as plataformas de orquestração de containers?

A utilização de containers em grande escala requer ferramentas de orquestração, que permitem gerir centenas ou mesmo milhares de containers repartidos por vários servidores ou um cluster. Estas plataformas de orquestração desempenham várias funções essenciais para garantir que cada aplicação e serviço funciona de forma eficaz e contínua:

• Automatização da implementação: a orquestração de containers (através de Kubernetes) permite implementar automaticamente containers em vários nós, em função dos recursos disponíveis e da carga de trabalho. Isto elimina a necessidade de uma implementação manual, demorada e sujeita a erros, ao oferecer uma implementação rápida e padronizada dos ambientes de produção.
   
• Gestão das atualizações e dos rollbacks: poderá implementar uma atualização para os seus serviços em containers sem provocar interrupções. Isto significa que as suas aplicações permanecem disponíveis na cloud, mesmo em caso de problema durante uma atualização. Pode, por exemplo, implementar uma nova versão de uma aplicação numa parte dos containers na cloud e, em caso de problema, voltar à versão anterior sem causar impacto aos utilizadores.
   
• Repartição da carga: é essencial uma boa gestão da repartição da carga para evitar as sobrecargas de um servidor específico. As plataformas de orquestração repartem a carga entre diferentes containers de maneira dinâmica, garantindo que os recursos sejam utilizados de maneira ideal.
   
• Tolerância às falhas: em caso de falha de um servidor ou de um container, o orquestrador deteta automaticamente o problema e reimplementa o container defeituoso para outro nó disponível. Isto permite manter um alto nível de disponibilidade e garantir a continuidade dos serviços.
   
• Monitorização e manutenção: as ferramentas de orquestração oferecem funcionalidades de monitorização que permitem monitorizar o estado dos containers em tempo real. Permitem também detetar as anomalias e tomar as medidas adequadas para evitar falhas antes que estas afetem os utilizadores finais.

Como funciona a orquestração de containers?

A orquestração de containers baseia-se em processos automatizados e ferramentas que gerem a forma como os containers são distribuídos, monitorizados e atualizados. Ela determina automaticamente a formação ótima dos containers num cluster, tendo em conta as capacidades de cada nó. Este processo garante que os recursos do processador e da memória são utilizados de forma eficiente em cada instância implementada. Estes são os principais componentes do funcionamento da orquestração:

• Planificação dos containers: quando uma aplicação é implementada, a ferramenta de orquestração decide qual servidor ou nó cada container deve ser executado. Este planeamento tem em conta os recursos disponíveis, como a capacidade do processador e da memória, e distribui de forma inteligente os containers para evitar o consumo excessivo de um nó.
   
• Escalabilidade automática: uma das vantagens mais importantes da orquestração é a capacidade de ajustar automaticamente o número de containers em função das necessidades, e isto em tempo real. Se uma aplicação sofre um aumento acentuado de carga, o orquestrador pode implementar instantaneamente novos containers para absorver essa carga e reduzi-los quando a procura diminui.
   
• Gestão das configurações e segredos: os containers devem aceder frequentemente a dados sensíveis, como identificadores de acesso a bases de dados ou chaves API. A orquestração permite gerir estes segredos de forma segura, garantindo que sejam acessíveis unicamente aos containers em causa, sem comprometer a segurança.
   
• Vigilância e recuperação automática: um aspeto importante da orquestração é a vigilância constante dos containers. Se um container falha, ele é automaticamente reiniciado ou implantado em outro nó. Assim, as suas aplicações e os seus serviços estarão sempre disponíveis, independentemente das circunstâncias.
   
• Gestão de rede : o orquestrador configura e gere a comunicação entre os diferentes containers. Ele garante que cada container dispõe de um endereço IP único e de uma rede privada segura, o que garante uma comunicação fluida entre as diferentes partes de uma aplicação.

⚡ A arquitetura de microsserviços é essencial para as aplicações modernas. Os microsserviços permitem decompor uma aplicação complexa numa série de serviços independentes. Cada serviço pode assim ser desenvolvido, implementado e gerido separadamente.

As ferramentas de orquestração

Existem várias ferramentas de orquestração de containers. Cada ferramenta tem suas próprias vantagens. Entre os mais populares, encontramos Kubernetes e Docker Swarm. Estas soluções são frequentemente utilizadas em ambientes cloud para gerir infraestruturas conteinerizadas.

⚡ Embora seja menos conhecido do que Kubernetes ou OpenShift, o Mesos é uma solução potente utilizada por algumas empresas para gerir um cluster de containers em grande escala.