Containerização em DevOps: tudo o que você precisa saber

A conteinerização permite que as empresas virtualizem o sistema operacional e instalem aplicativos em regiões isoladas chamadas de contêineres.

A conteinerização é uma maneira moderna de criar aplicativos.

Vamos mergulhar em como o sistema legado e sua arquitetura encontraram um obstáculo ao ponto em que as pessoas começaram a citar: “Meu código não funciona; Eu não sei por que! O código funciona, mas não sei por quê!”

À medida que o aplicativo cresceu, a definição de um aplicativo mudou de apenas um pedaço de código para um conjunto de código, binários, configurações e um ambiente em execução.

Imagine uma situação em que estivemos frequentemente em nossos primeiros dias. No laptop, o desenvolvedor desenvolveu algum código Java 8. O mesmo código não funcionou em um servidor web/VM. Após muita solução de problemas, descobriu-se que a versão Java do servidor era JDK11.

Confuso?

O código permaneceu o mesmo, mas o software que suporta o código tinha uma configuração diferente. Por causa de algo pequeno, os desenvolvedores tiveram muitos problemas. O mesmo pode ser dito ao transferir um pedaço de código do Linux para o sistema operacional Windows.

A sobrecarga de gerenciamento do sistema legado, a escalabilidade e a ineficiência de custo levaram à adoção da computação em nuvem, em que a carga de trabalho era hospedada em VMs fornecidas por vários provedores de nuvem. Isso não é nada além de virtualização.

A virtualização, em termos simples, é vários sistemas operacionais (SOs) em um único servidor/VM fornecido pelo provedor de nuvem/data center. A virtualização isola os aplicativos sem a necessidade de hardware físico ou ter que saber o que está dentro.

No entanto, essa arquitetura também não resistiu ao teste do tempo e a conteinerização entrou.

A conteinerização se concentra em dividir os sistemas operacionais em partes que podem ser usadas com mais eficiência por meio de seu sistema operacional. É um pequeno mini ambiente executando o código do aplicativo sem se preocupar com o sistema operacional ou hardware em execução na VM.

Agora, vamos discutir a conteinerização em detalhes.

O que é Containerização?

A conteinerização é um tipo de virtualização do sistema operacional em que todos os componentes do aplicativo, incluindo o ambiente, também conhecido como o sistema operacional em que será executado, são empacotados em um espaço isolado na VM chamado contêineres. O sistema operacional subjacente para esses contêineres é o mesmo, mas eles têm seu próprio sistema operacional como parte de sua configuração.

Os contêineres não são sistemas extensos e pesados. Em vez disso, eles são pequenos, portáteis e fáceis de executar ou configurar. Quando um desenvolvedor coloca um aplicativo em contêiner, o contêiner é separado do sistema operacional do host e tem acesso limitado aos recursos do sistema, como uma máquina virtual leve. O aplicativo em contêiner pode ser executado em diferentes infraestruturas, como bare metal, nuvem ou VMs, sem precisar ser reescrito.

Como funciona a tecnologia de conteinerização?

A conteinerização funciona colocando todas as peças que um aplicativo precisa em uma única unidade virtual.

A conteinerização permite que os desenvolvedores agrupem o código do aplicativo com seus arquivos de configuração, dependências e bibliotecas. Separe esse único pacote de software (o contêiner) do sistema operacional host. A embalagem permite que o contêiner fique sozinho e se torne portátil, para que possa ser executado sem problemas em qualquer plataforma ou nuvem. Considere-o como um pequeno pedaço de lego de uma placa de lego.

No entanto, os contêineres não usam recursos de hardware ou kernel diretamente que são virtualizados. Os contêineres não se importam ou se preocupam com o sistema operacional em execução nas VMs.

Em vez disso, os contêineres são executados “sobre” uma plataforma projetada especificamente para lidar com contêineres e ocultar os recursos subjacentes. Os contêineres são superiores a alternativas como máquinas virtuais e servidores bare metal em velocidade e tamanho porque compreendem apenas os componentes e dependências mais importantes de um aplicativo. Eles também permitem a execução do mesmo aplicativo em vários contextos sem lidar com os problemas associados.

Conteinerização versus virtualização

As pessoas que não são bem versadas no ciclo de vida do aplicativo nem sempre sabem a diferença entre a conteinerização, que software como o Docker faz, e a virtualização de servidor tradicional (o que hipervisores como HyperV e VMware ESXi permitem). No entanto, aqui está o que faz a diferença:

Na virtualização de servidores, o hardware fica oculto e um sistema operacional é executado em cima dele. A conteinerização é uma maneira de executar um aplicativo em cima de um sistema operacional. A virtualização depende do sistema operacional do host subjacente, mas não se preocupa com o hardware, a menos que tenha recursos suficientes. Aqui está uma lista completa de diferenças.

Camadas de conteinerização

Infraestrutura de hardware: A base de cada aplicativo é uma coleção de recursos tangíveis que podem ser colocados em uso produtivo. Para que os contêineres funcionem corretamente, esses recursos devem estar presentes. Eles podem ser executados em um laptop ou em um dos muitos data centers conectados à nuvem.

Sistema operacional host: Após a camada de hardware vem a próxima camada, o sistema operacional host. Assim como na camada de hardware, isso pode ser tão simples quanto instalar o Windows ou *nix em qualquer computador pessoal, ou pode ser feito inteiramente por um provedor de serviços em nuvem.

O Container Engine: É aqui que as coisas começam a tomar um rumo emocionante: o Container Engine. Os mecanismos de contêiner são softwares instalados no sistema operacional do host e são responsáveis ​​por virtualizar os recursos necessários para aplicativos em contêiner.

Essa camada é a mais fácil de entender quando o Docker é executado em um computador. Essa camada garante que o contêiner esteja funcionando e gerencia seu ciclo de vida geral.

Contêineres: aplicativos em contêiner são bits de código que incluem todas as bibliotecas, binários e definições de configuração que um aplicativo precisa para executar. Os contêineres também são conhecidos como contêineres do Docker. Um aplicativo que foi conteinerizado opera como seu processo no “espaço do usuário”, que é distinto do kernel do sistema operacional.

Os benefícios da conteinerização

Portabilidade : As pessoas reclamam que um aplicativo funciona bem em um ambiente (por exemplo, staging), mas não em outro. É um dilema de DevOps. Normalmente, o problema é uma diferença ambiental. Talvez uma dependência tenha sido atualizada. As mesmas imagens de contêiner, incluindo dependências, podem ser executadas em qualquer lugar com conteinerização.

Rápido : os contêineres iniciam mais rápido que as máquinas virtuais ou servidores bare metal. Os contêineres são inicializados em segundos, enquanto as máquinas virtuais levam minutos, dependendo dos recursos e do tamanho do aplicativo.

Eficiente em recursos : os contêineres são mais eficientes que as máquinas virtuais, pois incluem apenas arquivos específicos do aplicativo. As máquinas virtuais são gigabytes, enquanto os contêineres são megabytes. Os contêineres permitem que as equipes usem os recursos do servidor com eficiência.

Simplicidade de implantação-desenvolvimento : contêineres portáteis podem ser usados ​​em qualquer lugar. Os aplicativos em contêiner são rápidos, pequenos e fáceis de implantar.

A conteinerização permite que sua equipe crie a mesma imagem localmente e em produção. Os aplicativos de contêiner podem reduzir situações em que algo funciona em um local, mas não em outro. Os pipelines CI/CD suportam a construção de contêineres. Esses benefícios melhoram a produtividade da equipe.

Solução de problemas: a conteinerização isola e separa aplicativos. A falha de um contêiner não afeta a funcionalidade dos outros. As equipes de desenvolvimento podem identificar e reparar um contêiner defeituoso sem afetar os outros. O mecanismo de contêiner pode usar o controle de acesso SELinux para localizar e isolar problemas de contêiner.

Segurança : os programas de conteinerização impedem que malware prejudique outros aplicativos ou o sistema host. As permissões de segurança especificadas são definidas para impedir que componentes indesejáveis ​​entrem em outros contêineres ou limitem as comunicações.

Capacidade de gerenciamento : automatize cargas de trabalho e serviços em contêiner usando uma plataforma de orquestração de contêiner. A orquestração de contêineres simplifica as tarefas de administração, incluindo o lançamento de novas versões de aplicativos, dimensionamento de programas em contêineres e monitoramento, registro e depuração.

Continuidade : A falha de um contêiner não afetará os outros. Os desenvolvedores podem corrigir um contêiner sem afetar os outros. A conteinerização garante a continuidade operacional.

Conclusão

A conteinerização é um conceito recente de desenvolvimento de software que se tornará mais eficiente com o tempo. Seus apoiadores acreditam que ajuda os desenvolvedores a criar e implantar software e aplicativos com mais rapidez e segurança.

À medida que os ecossistemas de conteinerização amadurecem e crescem, os participantes do setor esperam que os preços caiam. No entanto, o problema de operação é resolvido, mas a sobrecarga de manutenção com tantos ambientes minúsculos fica em segundo plano. A próxima coisa importante para a conteinerização é a orquestração.

Os aplicativos modernos não vão parar por aqui. Kubernetes é a próxima grande novidade em conteinerização e microsserviços. O Kubernetes facilita o dimensionamento e o gerenciamento de instalações de contêineres. O K8s gerencia implantações de contêineres maiores que Docker ou LXC. K8s é uma ferramenta popular para gerenciar contêineres.

Agora que o container é coisa do passado, a recomendação geral é pular para os K8s.