Contenedorización en DevOps: todo lo que necesita saber

La contenedorización permite a las empresas virtualizar el sistema operativo e instalar aplicaciones en regiones aisladas llamadas contenedores.

La contenedorización es una forma moderna de crear aplicaciones.

Profundicemos en cómo el sistema heredado y su arquitectura se encontraron con un obstáculo hasta el punto en que la gente comenzó a citar: “Mi código no funciona; ¡No se por que! ¡El código funciona, pero no estoy seguro de por qué!”

A medida que la aplicación creció, la definición de una aplicación cambió de solo un fragmento de código a un conjunto de código, archivos binarios, configuraciones y un entorno en ejecución.

Imagine una situación en la que hemos estado con frecuencia en nuestros primeros días. En la computadora portátil, el desarrollador desarrolló un código Java 8. El mismo código no funcionó en un servidor web/VM. Después de mucho solucionar problemas, se encontró que la versión de Java del servidor era JDK11.

¿Confundido?

El código permaneció igual, pero el software que lo admite tenía una configuración diferente. Por algo pequeño, los desarrolladores se metieron en muchos problemas. Lo mismo se puede decir al transferir un fragmento de código de Linux al sistema operativo Windows.

La sobrecarga de administración, la escalabilidad y la rentabilidad del sistema heredado condujeron a la adopción de la computación en la nube, en la que la carga de trabajo se alojaba en máquinas virtuales proporcionadas por varios proveedores de la nube. Eso no es más que virtualización.

La virtualización, en términos simples, son varios sistemas operativos (SO) en un solo servidor/VM proporcionado por el proveedor de la nube/centro de datos. La virtualización aísla las aplicaciones sin necesidad de hardware físico ni tener que saber qué hay dentro.

Sin embargo, esta arquitectura tampoco resistió la prueba del tiempo y entró la contenedorización.

La contenedorización se enfoca en dividir los sistemas operativos en partes que se pueden usar de manera más eficiente al tener su propio sistema operativo. Es un mini entorno pequeño que ejecuta el código de la aplicación sin preocuparse por el sistema operativo o el hardware que se ejecuta en la máquina virtual.

Ahora, analicemos la contenedorización en detalle.

¿Qué es la contenedorización?

La contenedorización es un tipo de virtualización del sistema operativo en el que todos los componentes de la aplicación, incluido el entorno, también conocido como el sistema operativo en el que se ejecutará, se empaquetan en un espacio aislado en la VM llamado contenedores. El sistema operativo subyacente para estos contenedores es el mismo, pero tienen el suyo propio como parte de su configuración.

Los contenedores no son sistemas extensos y pesados. En cambio, son pequeños, portátiles y fáciles de ejecutar o configurar. Cuando un desarrollador coloca una aplicación en un contenedor, el contenedor se separa del sistema operativo host y tiene acceso limitado a los recursos del sistema, como una máquina virtual liviana. La aplicación en contenedores puede ejecutarse en diferentes infraestructuras, como bare metal, la nube o máquinas virtuales, sin tener que volver a escribirla.

¿Cómo funciona la tecnología de contenedorización?

La creación de contenedores funciona colocando todas las piezas que necesita una aplicación en una sola unidad virtual.

La creación de contenedores permite a los desarrolladores agrupar el código de la aplicación con sus archivos de configuración, dependencias y bibliotecas. Separe ese único paquete de software (el contenedor) del sistema operativo host. El empaquetado permite que el contenedor se mantenga solo y se vuelva portátil, por lo que puede ejecutarse sin problemas en cualquier plataforma o nube. Considérelo como una pequeña pieza de lego de un tablero de lego.

Sin embargo, los contenedores no usan recursos de hardware o kernel directamente que están virtualizados. A los contenedores no les importa ni se preocupan por el sistema operativo que se ejecuta en las máquinas virtuales.

En cambio, los contenedores se ejecutan "sobre" una plataforma diseñada específicamente para manejar contenedores y ocultar los recursos subyacentes. Los contenedores son superiores a las alternativas como máquinas virtuales y servidores bare metal en velocidad y tamaño porque solo comprenden los componentes y dependencias más importantes de una aplicación. También permiten la ejecución de la misma aplicación en varios contextos sin tener que lidiar con los problemas asociados.

Contenedorización frente a virtualización

Las personas que no están bien versadas en el ciclo de vida de las aplicaciones no siempre conocen la diferencia entre la creación de contenedores, que hace un software como Docker, y la virtualización de servidores tradicional (lo que permiten los hipervisores como HyperV y VMware ESXi). Sin embargo, esto es lo que marca la diferencia:

En la virtualización de servidores, el hardware está oculto y encima se ejecuta un sistema operativo. La contenedorización es una forma de ejecutar una aplicación sobre un sistema operativo. La virtualización depende del sistema operativo host subyacente, pero no se preocupa por el hardware a menos que tenga suficientes recursos. Aquí hay una lista completa de diferencias.

Capas de contenedorización

Infraestructura de hardware: la base de cada aplicación es una colección de recursos tangibles que pueden utilizarse productivamente. Para que los contenedores funcionen correctamente, estos recursos deben estar presentes. Podrían ejecutarse en una computadora portátil o en uno de los muchos centros de datos conectados a la nube.

Sistema operativo host: después de la capa de hardware viene la siguiente capa, el sistema operativo host. Al igual que con la capa de hardware, esto puede ser tan sencillo como instalar Windows o *nix en cualquier computadora personal, o puede ser manejado completamente por un proveedor de servicios en la nube.

The Container Engine: aquí es donde las cosas comienzan a tomar un giro emocionante: el container engine. Los motores de contenedores son software instalado en la parte superior del sistema operativo host y son responsables de virtualizar los recursos requeridos por las aplicaciones en contenedores.

Esta capa es la más fácil de comprender cuando Docker se ejecuta en una computadora. Esta capa garantiza que el contenedor esté en funcionamiento y gestiona su ciclo de vida general.

Contenedores: las aplicaciones en contenedores son fragmentos de código que incluyen todas las bibliotecas, archivos binarios y ajustes de configuración que una aplicación necesita para ejecutarse. Los contenedores también se conocen como contenedores Docker. Una aplicación que se ha colocado en un contenedor funciona como su proceso en el "espacio del usuario", que es distinto del kernel del sistema operativo.

Los beneficios de la contenedorización

Portabilidad : las personas se quejan de que una aplicación funciona bien en un entorno (p. ej., ensayo) pero no en otro. Es un dilema de DevOps. Por lo general, el problema es una diferencia ambiental. Quizás se actualizó una dependencia. Las mismas imágenes de contenedor, incluidas las dependencias, se pueden ejecutar en todas partes con la creación de contenedores.

Rápido : los contenedores se inician más rápido que las máquinas virtuales o los servidores bare metal. Los contenedores se inician en segundos, mientras que las máquinas virtuales tardan minutos, según los recursos y el tamaño de la aplicación.

Eficiencia de recursos : los contenedores son más eficientes que las máquinas virtuales, ya que solo incluyen archivos específicos de la aplicación. Las máquinas virtuales son gigabytes, mientras que los contenedores son megabytes. Los contenedores permiten que los equipos usen los recursos del servidor de manera eficiente.

Simplicidad de implementación y desarrollo : los contenedores portátiles se pueden usar en cualquier lugar. Las aplicaciones en contenedores son rápidas, pequeñas y fáciles de implementar.

La contenedorización le permite a su equipo crear la misma imagen localmente y en producción. Las aplicaciones de contenedores pueden reducir las situaciones en las que algo funciona en un lugar pero no en otro. Los oleoductos CI/CD apoyan la construcción de contenedores. Estos beneficios mejoran la productividad del equipo.

Solución de problemas: la contenedorización aísla y separa las aplicaciones. La falla de un contenedor no afecta la funcionalidad de los demás. Los equipos de desarrollo pueden identificar y reparar un contenedor defectuoso sin afectar a otros. El motor de contenedores puede usar el control de acceso de SELinux para encontrar y aislar problemas de contenedores.

Seguridad : los programas en contenedores evitan que el malware dañe otras aplicaciones o el sistema host. Los permisos de seguridad especificados se configuran para evitar que componentes no deseados ingresen a otros contenedores o limiten las comunicaciones.

Manejabilidad : automatice las cargas de trabajo y los servicios en contenedores mediante una plataforma de orquestación de contenedores. La orquestación de contenedores simplifica las tareas de administración, incluido el lanzamiento de nuevas versiones de aplicaciones, el escalado de programas en contenedores y la supervisión, el registro y la depuración.

Continuidad : La falla de un contenedor no afectará a los demás. Los desarrolladores pueden arreglar un contenedor sin afectar a otros. La contenerización garantiza la continuidad operativa.

Conclusión

La contenedorización es un concepto de desarrollo de software reciente que se volverá más eficiente con el tiempo. Sus patrocinadores creen que ayuda a los desarrolladores a crear e implementar software y aplicaciones de manera más rápida y segura.

A medida que los ecosistemas de contenedores maduran y crecen, los participantes de la industria esperan que los precios bajen. Sin embargo, el problema de la operación está resuelto, pero los gastos generales de mantenimiento con tantos entornos minúsculos pasan a un segundo plano. El siguiente paso importante de la contenedorización es la orquestación.

Las aplicaciones modernas no se detendrán aquí. Kubernetes es el próximo gran avance en contenedores y microservicios. Kubernetes facilita la ampliación y la gestión de instalaciones de contenedores. K8s administra implementaciones de contenedores que son más grandes que Docker o LXC. K8s es una herramienta muy apreciada para administrar contenedores.

Ahora que el contenedor es cosa del pasado, la recomendación general es saltar a los K8.