Containerization ใน DevOps: ทุกสิ่งที่คุณต้องรู้

คอนเทนเนอร์ไลเซชันช่วยให้ธุรกิจจำลองระบบปฏิบัติการและติดตั้งแอปพลิเคชันในพื้นที่แยกที่เรียกว่าคอนเทนเนอร์

Containerization เป็นวิธีการที่ทันสมัยในการสร้างแอปพลิเคชัน

มาเจาะลึกว่าระบบเดิมและสถาปัตยกรรมของมันชนกับสิ่งกีดขวางบนถนนได้อย่างไร จนถึงจุดที่ผู้คนเริ่มพูดถึงว่า “รหัสของฉันใช้งานไม่ได้ ฉันไม่รู้ว่าทำไม! รหัสใช้งานได้ แต่ไม่แน่ใจว่าทำไม!”

เมื่อแอปพลิเคชันเติบโตขึ้น คำจำกัดความของแอปพลิเคชันเปลี่ยนจากโค้ดเพียงชิ้นเดียวเป็นชุดโค้ด ไบนารี การกำหนดค่า และสภาพแวดล้อมการทำงาน

ลองนึกภาพสถานการณ์ที่เราประสบบ่อยครั้งในสมัยก่อน บนแล็ปท็อป ผู้พัฒนาได้พัฒนาโค้ด Java 8 บางตัว รหัสเดียวกันนี้ใช้ไม่ได้บนเว็บเซิร์ฟเวอร์/VM หลังจากแก้ไขปัญหาอย่างหนัก พบว่าเวอร์ชัน Java ของเซิร์ฟเวอร์คือ JDK11

สับสน?

รหัสยังคงเหมือนเดิม แต่ซอฟต์แวร์ที่รองรับรหัสมีการกำหนดค่าที่แตกต่างกัน เนื่องจากสิ่งเล็กน้อย นักพัฒนาจึงประสบปัญหามากมาย สามารถพูดได้เช่นเดียวกันในขณะที่ถ่ายโอนโค้ดจาก Linux ไปยัง Windows OS

ค่าใช้จ่ายในการจัดการของระบบเดิม ความสามารถในการปรับขนาด และความไร้ประสิทธิผลของต้นทุนนำไปสู่การปรับใช้คลาวด์คอมพิวติ้ง ซึ่งภาระงานถูกโฮสต์บน VM ที่ให้บริการโดยผู้ให้บริการคลาวด์หลายราย นั่นไม่ใช่อะไรนอกจากการจำลองเสมือน

เวอร์ชวลไลเซชั่น กล่าวอย่างง่าย ๆ คือระบบปฏิบัติการ (OS) หลายระบบบนเซิร์ฟเวอร์/VM เครื่องเดียวที่ผู้ให้บริการคลาวด์/ศูนย์ข้อมูลจัดเตรียมไว้ให้ Virtualization แยกแอปพลิเคชั่นโดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์จริงหรือต้องรู้ว่ามีอะไรอยู่ข้างใน

อย่างไรก็ตาม สถาปัตยกรรมนี้ไม่ทนต่อการทดสอบของเวลา และคอนเทนเนอร์ก็เข้ามา

Containerization มุ่งเน้นไปที่การแบ่งระบบปฏิบัติการออกเป็นชิ้น ๆ ที่สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยมีระบบปฏิบัติการ เป็นสภาพแวดล้อมขนาดเล็กขนาดเล็กที่ใช้รหัสแอปพลิเคชันโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับระบบปฏิบัติการหรือฮาร์ดแวร์ที่ทำงานใน VM

ตอนนี้ มาคุยรายละเอียดเกี่ยวกับคอนเทนเนอร์กัน

Containerization คืออะไร?

Containerization เป็นระบบปฏิบัติการเสมือนชนิดหนึ่งที่ส่วนประกอบทั้งหมดของแอปพลิเคชัน รวมถึงสภาพแวดล้อม หรือที่เรียกว่าระบบปฏิบัติการที่จะใช้งาน ถูกบรรจุลงในพื้นที่แยกบน VM ที่เรียกว่าคอนเทนเนอร์ ระบบปฏิบัติการพื้นฐานสำหรับคอนเทนเนอร์เหล่านี้เหมือนกัน แต่มีของตัวเองเป็นส่วนหนึ่งของการกำหนดค่า

คอนเทนเนอร์ไม่ใช่ระบบที่กว้างขวางและหนักหน่วง แต่มีขนาดเล็ก พกพาสะดวก และง่ายต่อการใช้งานหรือตั้งค่า เมื่อนักพัฒนาคอนเทนเนอร์คอนเทนเนอร์แอป คอนเทนเนอร์จะถูกแยกออกจากระบบปฏิบัติการโฮสต์และมีการจำกัดการเข้าถึงทรัพยากรของระบบ เช่น เครื่องเสมือนที่มีน้ำหนักเบา แอปพลิเคชันคอนเทนเนอร์สามารถทำงานบนโครงสร้างพื้นฐานที่แตกต่างกัน เช่น Bare Metal คลาวด์ หรือ VM โดยไม่ต้องเขียนใหม่

เทคโนโลยี Containerization ทำงานอย่างไร?

Containerization ทำงานโดยใส่ชิ้นส่วนทั้งหมดที่แอปพลิเคชันต้องการลงในหน่วยเสมือนเดียว

คอนเทนเนอร์ไลเซชันช่วยให้นักพัฒนารวมโค้ดของแอปพลิเคชันเข้ากับไฟล์การกำหนดค่า การขึ้นต่อกัน และไลบรารี แยกแพ็คเกจซอฟต์แวร์เดียวนั้น (คอนเทนเนอร์) ออกจากโฮสต์ OS บรรจุภัณฑ์ทำให้คอนเทนเนอร์เป็นแบบสแตนด์อโลนและพกพาได้ ดังนั้นจึงสามารถทำงานได้โดยไม่มีปัญหาบนแพลตฟอร์มหรือคลาวด์ใดๆ พิจารณาว่าเป็นชิ้นส่วนเลโก้ขนาดเล็กจากกระดานเลโก้

อย่างไรก็ตาม คอนเทนเนอร์ไม่ได้ใช้ฮาร์ดแวร์หรือทรัพยากรเคอร์เนลโดยตรงที่เวอร์ชวลไลซ์ คอนเทนเนอร์ไม่สนใจหรือกังวลเกี่ยวกับระบบปฏิบัติการที่ทำงานบน VM

แต่คอนเทนเนอร์จะทำงาน "ที่ด้านบน" ของแพลตฟอร์มที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อจัดการกับคอนเทนเนอร์และซ่อนทรัพยากรพื้นฐาน คอนเทนเนอร์เหนือกว่าทางเลือกอื่น เช่น เครื่องเสมือนและเซิร์ฟเวอร์ Bare Metal ในด้านความเร็วและขนาด เนื่องจากประกอบด้วยส่วนประกอบและการพึ่งพาที่สำคัญที่สุดของแอปพลิเคชันเท่านั้น พวกเขายังเปิดใช้งานการดำเนินการของแอปพลิเคชันเดียวกันในบริบทต่างๆ โดยไม่ต้องจัดการกับปัญหาที่เกี่ยวข้อง

Containerization กับ Virtualization

ผู้ที่ไม่ค่อยคุ้นเคยกับวงจรชีวิตของแอปพลิเคชันมักไม่ทราบถึงความแตกต่างระหว่างการจัดคอนเทนเนอร์ ซอฟต์แวร์เช่น Docker สร้างและการจำลองเสมือนของเซิร์ฟเวอร์แบบดั้งเดิม (ไฮเปอร์ไวเซอร์เช่น HyperV และ VMware ESXi เปิดใช้งานอะไร) อย่างไรก็ตาม นี่คือสิ่งที่ทำให้เกิดความแตกต่าง:

ในการจำลองเสมือนของเซิร์ฟเวอร์ ฮาร์ดแวร์จะถูกซ่อนไว้ และระบบปฏิบัติการจะทำงานอยู่ด้านบน Containerization เป็นวิธีการเรียกใช้แอปบนระบบปฏิบัติการ การจำลองเสมือนขึ้นอยู่กับระบบปฏิบัติการโฮสต์พื้นฐาน แต่ไม่ต้องกังวลกับฮาร์ดแวร์เว้นแต่จะมีทรัพยากรเพียงพอ นี่คือรายการความแตกต่างทั้งหมด

เลเยอร์ของการทำให้เป็นคอนเทนเนอร์

โครงสร้างพื้นฐานด้านฮาร์ดแวร์: รากฐานของแต่ละแอปพลิเคชันคือชุดของทรัพยากรที่จับต้องได้ที่อาจนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ได้ เพื่อให้คอนเทนเนอร์ทำงานได้อย่างถูกต้อง ทรัพยากรเหล่านี้ต้องมีอยู่ พวกเขาสามารถทำงานบนแล็ปท็อปหรือที่ศูนย์ข้อมูลแห่งใดแห่งหนึ่งที่เชื่อมต่อกับระบบคลาวด์

ระบบปฏิบัติการโฮสต์: หลังจากที่ชั้นฮาร์ดแวร์มาถึงชั้นถัดไป ระบบปฏิบัติการโฮสต์ เช่นเดียวกับเลเยอร์ฮาร์ดแวร์ การดำเนินการนี้อาจตรงไปตรงมาเหมือนกับการติดตั้ง Windows หรือ *nix บนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล หรือผู้ให้บริการระบบคลาวด์สามารถจัดการได้ทั้งหมด

เครื่องยนต์คอนเทนเนอร์: นี่คือจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนแปลงที่น่าตื่นเต้น นั่นคือเอ็นจิ้นคอนเทนเนอร์ เอ็นจิ้นคอนเทนเนอร์เป็นซอฟต์แวร์ที่ติดตั้งบนระบบปฏิบัติการโฮสต์ และมีหน้าที่รับผิดชอบในการทำเวอร์ชวลไลซ์ทรัพยากรที่แอปพลิเคชันคอนเทนเนอร์ต้องการ

เลเยอร์นี้เป็นเลเยอร์ที่เข้าใจได้ง่ายที่สุดเมื่อใช้งาน Docker บนคอมพิวเตอร์ เลเยอร์นี้ช่วยให้แน่ใจว่าคอนเทนเนอร์เริ่มทำงานและจัดการวงจรชีวิตโดยรวม

คอนเทนเนอร์: แอปคอนเทนเนอร์เป็นบิตของโค้ดที่รวมไลบรารี ไบนารี และการตั้งค่าการกำหนดค่าทั้งหมดที่แอปจำเป็นต้องดำเนินการ คอนเทนเนอร์เรียกอีกอย่างว่าคอนเทนเนอร์นักเทียบท่า แอปพลิเคชันที่ถูกคอนเทนเนอร์ทำงานเป็นกระบวนการใน "พื้นที่ผู้ใช้" ซึ่งแตกต่างจากเคอร์เนลของระบบปฏิบัติการ

ประโยชน์ของการแปลงคอนเทนเนอร์

การพกพา : ผู้คนบ่นว่าแอปพลิเคชันทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมหนึ่ง (เช่น การแสดงละคร) แต่ไม่ใช่ในอีกสภาพแวดล้อมหนึ่ง มันเป็นภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของ DevOps โดยปกติ ปัญหาคือความแตกต่างของสิ่งแวดล้อม อาจมีการอัปเดตการพึ่งพา อิมเมจคอนเทนเนอร์เดียวกัน รวมถึงการขึ้นต่อกัน สามารถดำเนินการได้ทุกที่ด้วยคอนเทนเนอร์

รวดเร็ว : คอนเทนเนอร์เริ่มเร็วกว่าเครื่องเสมือนหรือเซิร์ฟเวอร์ Bare Metal คอนเทนเนอร์บูตในไม่กี่วินาที ในขณะที่เครื่องเสมือนใช้เวลาไม่กี่นาที ขึ้นอยู่กับทรัพยากรและขนาดแอป

Resource Efficient : คอนเทนเนอร์มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องเสมือน เนื่องจากมีเฉพาะไฟล์เฉพาะแอปเท่านั้น เครื่องเสมือนเป็นกิกะไบต์ในขณะที่คอนเทนเนอร์เป็นเมกะไบต์ คอนเทนเนอร์ช่วยให้ทีมใช้ทรัพยากรเซิร์ฟเวอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความเรียบง่ายในการใช้งาน-การพัฒนา : คอนเทนเนอร์แบบพกพาสามารถใช้ได้ทุกที่ แอพคอนเทนเนอร์นั้นรวดเร็ว ขนาดเล็ก และง่ายต่อการปรับใช้

Containerization ช่วยให้ทีมของคุณสร้างอิมเมจเดียวกันในเครื่องและในเวอร์ชันที่ใช้งานจริง แอปคอนเทนเนอร์สามารถลดสถานการณ์เมื่อมีบางสิ่งทำงานได้ในที่หนึ่ง แต่ไม่ใช่ที่อื่น ไปป์ไลน์ CI/CD รองรับการก่อสร้างคอนเทนเนอร์ ประโยชน์เหล่านี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของทีม

การ แก้ไขปัญหา : Containerization แยกและแยกแอปพลิเคชัน ความล้มเหลวของคอนเทนเนอร์หนึ่งไม่ส่งผลต่อการทำงานของคอนเทนเนอร์อื่น ทีมพัฒนาสามารถระบุและซ่อมแซมคอนเทนเนอร์ที่ผิดพลาดได้โดยไม่กระทบต่อผู้อื่น เอ็นจิ้นคอนเทนเนอร์สามารถใช้การควบคุมการเข้าถึง SELinux เพื่อค้นหาและแยกปัญหาคอนเทนเนอร์

ความปลอดภัย : โปรแกรม Containerizing ป้องกันมัลแวร์จากการทำอันตรายแอพอื่นหรือระบบโฮสต์ สิทธิ์การรักษาความปลอดภัยที่ระบุถูกตั้งค่าให้หยุดส่วนประกอบที่ไม่ต้องการไม่ให้เข้าสู่คอนเทนเนอร์อื่นหรือจำกัดการสื่อสาร

การ จัดการ : ทำให้ปริมาณงานและบริการในคอนเทนเนอร์เป็นอัตโนมัติโดยใช้แพลตฟอร์มการประสานคอนเทนเนอร์ การประสานคอนเทนเนอร์ช่วยลดความซับซ้อนของงานการดูแลระบบ รวมถึงการเปิดตัวเวอร์ชันแอปใหม่ การปรับขนาดโปรแกรมที่มีคอนเทนเนอร์ และการเฝ้าติดตาม การบันทึก และการดีบัก

ความ ต่อเนื่อง : ความล้มเหลวของคอนเทนเนอร์หนึ่งจะไม่ส่งผลต่อคอนเทนเนอร์อื่น นักพัฒนาสามารถแก้ไขคอนเทนเนอร์หนึ่งรายการโดยไม่กระทบต่อคอนเทนเนอร์อื่น Containerization รับประกันความต่อเนื่องในการปฏิบัติงาน

บทสรุป

Containerization เป็นแนวคิดการพัฒนาซอฟต์แวร์ล่าสุดที่จะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ผู้สนับสนุนเชื่อว่าจะช่วยให้นักพัฒนาสร้างและปรับใช้ซอฟต์แวร์และแอพได้รวดเร็วและปลอดภัยยิ่งขึ้น

เมื่อระบบนิเวศของคอนเทนเนอร์เติบโตและเติบโต ผู้เข้าร่วมในอุตสาหกรรมคาดว่าราคาจะลดลง อย่างไรก็ตาม ปัญหาด้านการทำงานได้รับการแก้ไขแล้ว แต่ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่มีสภาพแวดล้อมขนาดเล็กจำนวนมากนั้นต้องอาศัยเบาะหลัง สิ่งสำคัญรองลงมาในการบรรจุคอนเทนเนอร์คือการประสานกัน

แอพสมัยใหม่จะไม่หยุดอยู่แค่นี้ Kubernetes เป็นเรื่องใหญ่ต่อไปในคอนเทนเนอร์และไมโครเซอร์วิส Kubernetes ช่วยให้ปรับขนาดและจัดการการติดตั้งคอนเทนเนอร์ได้ง่ายขึ้น K8s จัดการการปรับใช้คอนเทนเนอร์ที่ใหญ่กว่า Docker หรือ LXC K8s เป็นเครื่องมือยอดนิยมสำหรับการจัดการคอนเทนเนอร์

ตอนนี้คอนเทนเนอร์นั้นกลายเป็นอดีตไปแล้ว คำแนะนำทั่วไปคือการข้ามไปยัง K8