Containerizzazione in DevOps: tutto ciò che devi sapere

La containerizzazione consente alle aziende di virtualizzare il sistema operativo e installare applicazioni in aree isolate chiamate container.

La containerizzazione è un modo moderno di creare applicazioni.

Immergiamoci nel modo in cui il sistema legacy e la sua architettura hanno incontrato un ostacolo al punto in cui le persone hanno iniziato a citare: “Il mio codice non funziona; Non so perché! Il codice funziona, ma non so perché!"

Con la crescita dell'applicazione, la definizione di un'applicazione è cambiata da semplice pezzo di codice a un insieme di codice, binari, configurazioni e un ambiente in esecuzione.

Immagina una situazione in cui siamo stati spesso nei nostri primi giorni. Sul laptop, lo sviluppatore ha sviluppato del codice Java 8. Lo stesso codice non funzionava su un server Web/VM. Dopo molti problemi di risoluzione dei problemi, è stato riscontrato che la versione Java del server era JDK11.

Confuso?

Il codice è rimasto lo stesso, ma il software che supporta il codice aveva una configurazione diversa. A causa di qualcosa di piccolo, gli sviluppatori hanno avuto molti problemi. Lo stesso si può dire durante il trasferimento di un pezzo di codice da Linux a Windows OS.

Il sovraccarico di gestione, la scalabilità e l'inefficacia dei costi del sistema legacy ha portato all'adozione del cloud computing, in cui il carico di lavoro era ospitato su macchine virtuali fornite da vari provider di servizi cloud. Non è altro che virtualizzazione.

La virtualizzazione, in parole povere, è costituita da più sistemi operativi (OS) su un unico server/VM fornito dal provider di servizi cloud/data center. La virtualizzazione isola le applicazioni senza la necessità di hardware fisico o di sapere cosa c'è dentro.

Tuttavia, anche questa architettura non ha resistito alla prova del tempo ed è arrivata la containerizzazione.

La containerizzazione si concentra sulla scomposizione dei sistemi operativi in ​​blocchi che possono essere utilizzati in modo più efficiente grazie al loro sistema operativo. È un piccolo mini ambiente che esegue il codice dell'applicazione senza preoccuparsi del sistema operativo o dell'hardware in esecuzione nella macchina virtuale.

Ora, discutiamo la containerizzazione in dettaglio.

Cos'è la containerizzazione?

La containerizzazione è un tipo di virtualizzazione del sistema operativo in cui tutti i componenti dell'applicazione, incluso l'ambiente, ovvero il sistema operativo in cui verrà eseguito, sono inseriti in uno spazio isolato sulla macchina virtuale chiamato container. Il sistema operativo sottostante per questi contenitori è lo stesso, ma ha il proprio come parte della loro configurazione.

I container non sono sistemi estesi e pesanti. Invece, sono piccoli, portatili e facili da eseguire o configurare. Quando uno sviluppatore containerizza un'app, il container è separato dal sistema operativo host e ha un accesso limitato alle risorse del sistema, come una macchina virtuale leggera. L'applicazione containerizzata può essere eseguita su diverse infrastrutture, come bare metal, cloud o macchine virtuali, senza dover essere riscritta.

Come funziona la tecnologia di containerizzazione?

La containerizzazione funziona mettendo tutti i pezzi necessari a un'applicazione in un'unica unità virtuale.

La containerizzazione consente agli sviluppatori di raggruppare il codice dell'applicazione con i file di configurazione, le dipendenze e le librerie. Separa quel singolo pacchetto software (il contenitore) dal sistema operativo host. Il packaging consente al contenitore di stare in piedi da solo e di diventare portatile, in modo che possa funzionare senza problemi su qualsiasi piattaforma o cloud. Consideralo come un piccolo pezzo lego da una tavola lego.

Tuttavia, i contenitori non utilizzano direttamente risorse hardware o kernel virtualizzate. I container non si preoccupano né si preoccupano del sistema operativo in esecuzione nelle macchine virtuali.

Al contrario, i contenitori vengono eseguiti "sopra" una piattaforma progettata specificamente per gestire i contenitori e nascondere le risorse sottostanti. I container sono superiori alle alternative come macchine virtuali e server bare metal per velocità e dimensioni perché comprendono solo i componenti e le dipendenze più importanti di un'applicazione. Consentono inoltre l'esecuzione della stessa applicazione in vari contesti senza affrontare i problemi associati.

Containerizzazione vs. virtualizzazione

Le persone che non sono esperte con il ciclo di vita delle applicazioni non sempre conoscono la differenza tra la containerizzazione, prodotta da software come Docker, e la tradizionale virtualizzazione dei server (che abilitano hypervisor come HyperV e VMware ESXi). Tuttavia, ecco cosa fa la differenza:

Nella virtualizzazione del server, l'hardware è nascosto e su di esso viene eseguito un sistema operativo. La containerizzazione è un modo per eseguire un'app su un sistema operativo. La virtualizzazione dipende dal sistema operativo host sottostante ma non si preoccupa dell'hardware a meno che non disponga di risorse sufficienti. Ecco un elenco completo delle differenze.

Strati di containerizzazione

Infrastruttura hardware: la base di ogni applicazione è una raccolta di risorse tangibili che possono essere utilizzate in modo produttivo. Affinché i contenitori funzionino correttamente, queste risorse devono essere presenti. Potrebbero essere eseguiti su un laptop o in uno dei tanti data center collegati al cloud.

Sistema operativo host: dopo il livello hardware arriva il livello successivo, il sistema operativo host. Come per il livello hardware, questo potrebbe essere semplice come installare Windows o *nix su qualsiasi personal computer, oppure potrebbe essere gestito interamente da un provider di servizi cloud.

Il motore dei container: è qui che le cose iniziano a prendere una svolta eccitante: il motore dei container. I container engine sono software installati sopra il sistema operativo host e sono responsabili della virtualizzazione delle risorse richieste dalle applicazioni containerizzate.

Questo livello è il più facile da afferrare quando Docker viene eseguito su un computer. Questo livello garantisce che il contenitore sia attivo e funzionante e ne gestisce il ciclo di vita complessivo.

Contenitori: le app in contenitori sono bit di codice che includono tutte le librerie, i file binari e le impostazioni di configurazione necessarie per l'esecuzione di un'app. I contenitori sono anche conosciuti come contenitori Docker. Un'applicazione che è stata containerizzata opera come processo nello "spazio utente", che è distinto dal kernel del sistema operativo.

I vantaggi della containerizzazione

Portabilità : le persone si lamentano del buon funzionamento di un'applicazione in un ambiente (ad esempio, staging) ma non in un altro. È un dilemma DevOps. Di solito, il problema è una differenza ambientale. Forse è stata aggiornata una dipendenza. Le stesse immagini del contenitore, incluse le dipendenze, possono essere eseguite ovunque con la containerizzazione.

Veloce : i container si avviano più velocemente delle macchine virtuali o dei server bare metal. I contenitori si avviano in pochi secondi, mentre le macchine virtuali impiegano pochi minuti, a seconda delle risorse e delle dimensioni dell'app.

Efficiente in termini di risorse : i contenitori sono più efficienti delle macchine virtuali poiché includono solo file specifici dell'app. Le macchine virtuali sono gigabyte, mentre i contenitori sono megabyte. I container consentono ai team di utilizzare le risorse del server in modo efficiente.

Semplicità di distribuzione e sviluppo : i contenitori portatili possono essere utilizzati ovunque. Le app containerizzate sono veloci, piccole e facili da distribuire.

La containerizzazione consente al tuo team di creare la stessa immagine a livello locale e in produzione. Le app container possono ridurre le situazioni in cui qualcosa funziona in una posizione ma non in un'altra. Le condutture CI/CD supportano la costruzione di container. Questi vantaggi migliorano la produttività del team.

Risoluzione dei problemi : la containerizzazione isola e separa le applicazioni. L'errore di un container non pregiudica la funzionalità degli altri. I team di sviluppo possono identificare e riparare un container difettoso senza influire sugli altri. Il motore del contenitore può utilizzare il controllo di accesso SELinux per trovare e isolare i problemi del contenitore.

Sicurezza : la containerizzazione dei programmi impedisce al malware di danneggiare altre app o il sistema host. Le autorizzazioni di sicurezza specificate sono impostate per impedire a componenti indesiderati di entrare in altri contenitori o limitare le comunicazioni.

Gestibilità : automatizza i carichi di lavoro e i servizi containerizzati utilizzando una piattaforma di orchestrazione dei container. L'orchestrazione del contenitore semplifica le attività di amministrazione, incluso il rilascio di nuove versioni dell'app, il ridimensionamento dei programmi in contenitori e il monitoraggio, la registrazione e il debug.

Continuità : il guasto di un container non influirà sugli altri. Gli sviluppatori possono riparare un container senza influire sugli altri. La containerizzazione garantisce la continuità operativa.

Conclusione

La containerizzazione è un concetto di sviluppo software recente che diventerà più efficiente con il tempo. I suoi sostenitori ritengono che aiuti gli sviluppatori a creare e distribuire software e app in modo più rapido e sicuro.

Man mano che gli ecosistemi di containerizzazione maturano e crescono, gli operatori del settore si aspettano che i prezzi scendano. Tuttavia, il problema operativo è risolto, ma il sovraccarico di manutenzione con così tanti ambienti minuscoli passa in secondo piano. La prossima cosa importante per la containerizzazione è l'orchestrazione.

Le app moderne non si fermeranno qui. Kubernetes è la prossima grande novità nella containerizzazione e nei microservizi. Kubernetes semplifica la scalabilità verticale e la gestione delle installazioni di container. K8s gestisce le distribuzioni di container più grandi di Docker o LXC. K8s è uno strumento molto apprezzato per la gestione dei container.

Ora che il contenitore è un ricordo del passato, la raccomandazione generale è di passare ai K8.