Контейнеризация в DevOps: все, что вам нужно знать

Контейнеризация позволяет предприятиям виртуализировать операционную систему и устанавливать приложения в изолированных регионах, называемых контейнерами.

Контейнеризация — это современный способ создания приложений.

Давайте углубимся в то, как унаследованная система и ее архитектура столкнулись с препятствием до такой степени, что люди начали цитировать: «Мой код не работает; Я не знаю, почему! Код работает, но не знаю почему!»

По мере роста приложения определение приложения изменилось с простого фрагмента кода на набор кода, двоичных файлов, конфигураций и работающей среды.

Представьте себе ситуацию, в которой мы часто оказывались в прежние дни. На ноутбуке разработчик разработал код Java 8. Тот же код не работал на веб-сервере/ВМ. После долгих поисков и устранения неполадок было обнаружено, что версия Java сервера — JDK11.

Смущенный?

Код остался прежним, но программное обеспечение, поддерживающее этот код, имело другую конфигурацию. Из-за чего-то мелкого разработчики попали в большие неприятности. То же самое можно сказать и при переносе фрагмента кода из Linux в ОС Windows.

Накладные расходы на управление, масштабируемость и экономичность устаревшей системы привели к внедрению облачных вычислений, в которых рабочая нагрузка размещалась на виртуальных машинах, предоставляемых различными поставщиками облачных услуг. Это не что иное, как виртуализация.

Проще говоря, виртуализация — это несколько операционных систем (ОС) на одном сервере/ВМ, предоставляемом облачным провайдером/центром обработки данных. Виртуализация изолирует приложения без необходимости физического оборудования или необходимости знать, что находится внутри.

Однако и эта архитектура не выдержала испытания временем, и пришла контейнеризация.

Контейнеризация фокусируется на разбиении операционных систем на фрагменты, которые можно использовать более эффективно, имея свою ОС. Это небольшая мини-среда, в которой выполняется код приложения, не беспокоясь об операционной системе или оборудовании, работающем на виртуальной машине.

Теперь давайте подробно обсудим контейнеризацию.

Что такое контейнеризация?

Контейнеризация — это разновидность виртуализации операционной системы, при которой все компоненты приложения, включая среду, также известную как операционная система, в которой оно будет работать, упаковываются в изолированное пространство на виртуальной машине, называемое контейнерами. Базовая операционная система для этих контейнеров одинакова, но они имеют свою собственную как часть своей конфигурации.

Контейнеры не обширные, тяжелые системы. Наоборот, они маленькие, портативные, их легко запускать и настраивать. Когда разработчик помещает приложение в контейнер, контейнер отделяется от основной операционной системы и имеет ограниченный доступ к системным ресурсам, таким как облегченная виртуальная машина. Контейнерное приложение может работать в различных инфраструктурах, таких как «голое железо», облако или виртуальные машины, без необходимости перезаписи.

Как работает технология контейнеризации?

Контейнеризация работает, помещая все части, необходимые приложению, в одну виртуальную единицу.

Контейнеризация позволяет разработчикам связывать код приложения с его файлами конфигурации, зависимостями и библиотеками. Отделите этот единый программный пакет (контейнер) от основной ОС. Упаковка позволяет контейнеру стоять отдельно и становиться переносимым, поэтому он может без проблем работать на любой платформе или в облаке. Считайте это маленькой деталью лего из лего-доски.

Однако контейнеры не используют напрямую оборудование или ресурсы ядра, которые виртуализированы. Контейнеры не заботятся и не беспокоятся об операционной системе, работающей на виртуальных машинах.

Вместо этого контейнеры работают «поверх» платформы, специально предназначенной для работы с контейнерами и сокрытия базовых ресурсов. Контейнеры превосходят альтернативы, такие как виртуальные машины и серверы без операционной системы, по скорости и размеру, поскольку они содержат только наиболее важные компоненты и зависимости приложения. Они также позволяют выполнять одно и то же приложение в различных контекстах без решения связанных с этим проблем.

Контейнеризация против виртуализации

Люди, которые плохо разбираются в жизненном цикле приложений, не всегда знают разницу между контейнеризацией, которую создает программное обеспечение, такое как Docker, и традиционной виртуализацией серверов (что позволяют гипервизоры, такие как HyperV и VMware ESXi). Однако вот в чем разница:

При виртуализации серверов аппаратное обеспечение скрыто, а поверх него запускается операционная система. Контейнеризация — это способ запуска приложения поверх операционной системы. Виртуализация зависит от базовой операционной системы хоста, но не беспокоится об оборудовании, если у него недостаточно ресурсов. Вот полный список отличий.

Уровни контейнеризации

Аппаратная инфраструктура. Основой каждого приложения является набор материальных ресурсов, которые можно продуктивно использовать. Чтобы контейнеры функционировали правильно, эти ресурсы должны присутствовать. Они могут работать на ноутбуке или в одном из многочисленных центров обработки данных, подключенных к облаку.

Хост-операционная система: после аппаратного уровня следует следующий уровень, хост-операционная система. Как и в случае с аппаратным уровнем, это может быть так же просто, как установка Windows или *nix на любой персональный компьютер, или это может полностью выполняться поставщиком облачных услуг.

Контейнерный движок: здесь начинается захватывающий поворот: контейнерный движок. Механизмы контейнеров — это программное обеспечение, устанавливаемое поверх операционной системы хоста и отвечающее за виртуализацию ресурсов, необходимых контейнерным приложениям.

Этот уровень легче всего понять, когда Docker выполняется на компьютере. Этот уровень обеспечивает работоспособность контейнера и управляет его общим жизненным циклом.

Контейнеры. Контейнерные приложения — это фрагменты кода, включающие все библиотеки, двоичные файлы и параметры конфигурации, необходимые приложению для выполнения. Контейнеры также известны как контейнеры Docker. Приложение, помещенное в контейнер, работает как процесс в «пространстве пользователя», которое отличается от ядра операционной системы.

Преимущества контейнеризации

Переносимость . Люди жалуются на то, что приложение хорошо работает в одной среде (например, в промежуточной среде), но не работает в другой. Это дилемма DevOps. Обычно проблема заключается в разнице в окружающей среде. Возможно, была обновлена ​​​​зависимость. Одни и те же образы контейнеров, включая зависимости, можно выполнять везде с помощью контейнеризации.

Быстрота : контейнеры запускаются быстрее, чем виртуальные машины или серверы без операционной системы. Контейнеры загружаются за секунды, а виртуальные машины — за минуты, в зависимости от ресурсов и размера приложения.

Ресурсоэффективность : Контейнеры более эффективны, чем виртуальные машины, поскольку они включают только файлы, специфичные для приложения. Виртуальные машины — это гигабайты, а контейнеры — это мегабайты. Контейнеры позволяют командам эффективно использовать ресурсы сервера.

Простота развертывания и разработки : портативные контейнеры можно использовать где угодно. Контейнерные приложения быстрые, маленькие и простые в развертывании.

Контейнеризация позволяет вашей команде создавать один и тот же образ локально и в рабочей среде. Контейнерные приложения могут уменьшить количество ситуаций, когда что-то работает в одном месте, но не работает в другом. Конвейеры CI/CD поддерживают создание контейнеров. Эти преимущества повышают производительность команды.

Устранение неполадок : контейнеризация изолирует и разделяет приложения. Выход из строя одного контейнера не влияет на функциональность остальных. Команды разработчиков могут определить и исправить неисправный контейнер, не затрагивая других. Движок контейнера может использовать контроль доступа SELinux для поиска и локализации проблем с контейнером.

Безопасность : Контейнеризация программ не позволяет вредоносному ПО нанести вред другим приложениям или хост-системе. Определенные разрешения безопасности устанавливаются для предотвращения проникновения нежелательных компонентов в другие контейнеры или ограничения связи.

Управляемость : автоматизируйте контейнерные рабочие нагрузки и службы с помощью платформы оркестрации контейнеров. Оркестрация контейнеров упрощает административные задачи, включая выпуск новых версий приложений, масштабирование контейнерных программ, а также мониторинг, ведение журналов и отладку.

Непрерывность : отказ одного контейнера не повлияет на другие. Разработчики могут исправить один контейнер, не затрагивая другие. Контейнеризация гарантирует непрерывность работы.

Вывод

Контейнеризация — это недавняя концепция разработки программного обеспечения, которая со временем станет более эффективной. Его сторонники считают, что это помогает разработчикам быстрее и безопаснее создавать и развертывать программное обеспечение и приложения.

По мере развития и роста экосистем контейнеризации участники отрасли ожидают падения цен. Тем не менее, проблема эксплуатации решена, но накладные расходы на обслуживание с таким количеством крошечных сред отходят на второй план. Следующей важной вещью после контейнеризации является оркестровка.

Современные приложения не остановятся на этом. Kubernetes — это следующий большой шаг в области контейнеризации и микросервисов. Kubernetes упрощает масштабирование и управление установками контейнеров. K8s управляет развертыванием контейнеров, которые больше, чем Docker или LXC. K8s — популярный инструмент для управления контейнерами.

Теперь, когда контейнер ушел в прошлое, рекомендуется перейти на K8s.