LFCA Poznaj podstawowe pojęcia korzystania z kontenerów - część 22

Z czasem, wraz ze wzrostem popytu na szybkie testowanie i wdrażanie aplikacji w połączeniu z szybszymi cyklami biznesowymi, organizacje były zmuszone do innowacji, aby nadążyć za szybkim środowiskiem biznesowym.

Poszukiwanie modernizacji aplikacji i budowy nowych w celu tworzenia zwinnych przepływów pracy doprowadziło do koncepcji korzystania z kontenerów. Technologia kontenerowania jest prawie tak stara, jak wirtualizacja. Jednak pojemniki nie rozpaliły zbyt wiele emocji Doker eksplodował na scenie w 2013 roku i wywołał szalone zainteresowanie wśród programistów i innych specjalistów IT.

Obecnie wszystkie gigantyczne podmioty technologiczne, takie jak Google, Amazonka, Microsoft, I czerwony kapelusz o wspomnieniu kilku wskoczyło na modę.

Dlaczego pojemniki?

Jednym z wyzwań, przed którymi stanęli twórcy, jest różnica w środowiskach obliczeniowych na każdym etapie tworzenia oprogramowania. Problemy pojawiają się, gdy środowisko oprogramowania różni się od jednego etapu do drugiego.

Na przykład aplikacja może płynnie działać w środowisku testowym za pomocą uruchomienia Python 3.6. Jednak aplikacja zachowuje się dziwnie, zwraca pewne błędy lub awarie, gdy jest przeniesiona do działającego środowiska produkcyjnego Python 3.9.

Kontenery pojawiły się na scenę, aby zająć się tym wyzwaniem i zapewnić, że aplikacje działały niezawodnie po przeniesieniu z jednego środowiska obliczeniowego do drugiego na każdym etapie rozwoju oprogramowania - od komputera programistów aż do środowiska produkcyjnego. I nie tylko środowisko oprogramowania może przynieść takie niespójności, ale także różnice w zasadach topologii sieci i bezpieczeństwa.

Co to są pojemniki?

A pojemnik jest izolowanym urządzeniem oprogramowania, który pakuje wszystkie kod binarny, biblioteki, wykonywanie, zależności i pliki konfiguracyjne w jeden pakiet w taki sposób, aby aplikacja działała sprawnie po przeniesieniu z jednego środowiska obliczeniowego do drugiego. Nie jest wyposażony w obraz systemu operacyjnego, który czyni go lekkim i łatwo przenośnym.

Obraz kontenera to samodzielny, lekki i wykonywalny pakiet, który pakuje wszystko wymagane do wykonania aplikacji. W czasie wykonywania obraz pojemnika przekształca się w pojemnik. W przypadku Doker, Na przykład obraz dokera staje się kontenerem Docker po wykonaniu Silnik Docker. Doker to środowisko wykonawcze używane do budowy aplikacji kontenerowych.

Pojemniki działają w całkowitej izolacji od podstawowego systemu operacyjnego, a aplikacje kontenerowe zawsze będą działać konsekwentnie, niezależnie od środowiska obliczeniowego lub infrastruktury. Z tego powodu programista może opracować aplikację z komfortu tego laptopa i łatwo ją wdrożyć na serwerze.

Spójność i niezawodność bieżących kontenerów dają programistom spokój ducha w wiedzy, że ich aplikacje będą działać zgodnie z oczekiwaniami, bez względu na to, gdzie są wdrożone.

Czym różnią się pojemniki od maszyn wirtualnych?

Powszechną rzeczą, którą dzielą kontenery i maszyny wirtualne, jest to, że działają one w wirtualizowanym środowisku. W pewnym sensie konteneryzacja jest formą wirtualizowanej technologii. Jednak pojemniki różnią się od maszyn wirtualnych na wiele sposobów.

Wirtualne maszyny

Maszyna wirtualna zwana również instancją wirtualną lub Vm Krótko mówiąc, jest emulacją fizycznego serwera lub komputera. Wirtualizacja to technologia, która umożliwia tworzenie wirtualnych maszyn. Koncepcja wirtualizacji sięga wczesnych lat siedemdziesiątych i położyła podstawę pierwszej generacji technologii chmurowej.

W wirtualizacji warstwa abstrakcyjna jest tworzona na gołym metalowym serwerze lub sprzęcie komputerowym. Umożliwia to udostępnianie zasobów sprzętowych jednego serwera na wielu maszynach wirtualnych.

Oprogramowanie używane do tworzenia warstwy abstrakcji jest określane jako hiperwizor. Hypervisor abstrahuje maszynę wirtualną i system operacyjny gościa z faktycznego sprzętu do gołego metalu lub komputera. Zatem maszyna wirtualna znajduje się na hiperwizorze, która udostępnia zasoby sprzętowe dzięki warstwie abstrakcji.

Maszyny wirtualne uruchamiają kompletny system operacyjny (gościa systemu operacyjnego), który jest niezależny od podstawowego systemu operacyjnego (system operacyjny hosta), na którym instalowany jest hiperwizor. Gościnny system operacyjny zapewnia platformę do budowania, testowania i wdrażania aplikacji wraz z ich bibliotekami i binarami.

[Może się również spodobać: jak zainstalować KVM na CentOS/RHEL 8]

Istnieją dwa rodzaje hiperwizorów:

Hiperwizor typu 1 (Hypervisor Bare Metal)

Ten Hipervisor jest instalowany bezpośrednio na serwerze fizycznym lub na sprzęcie podstawowym. Nie ma systemu operacyjnego, który znajduje się między hiperwizorem a sprzętem komputerowym, stąd nazwa znacznika czystego metalu Hipervisor. Zapewnia doskonałe wsparcie, ponieważ zasoby nie są udostępniane z systemem operacyjnym hosta.

Ze względu na ich wydajność hiperwizory typu 1 są najczęściej używane w środowiskach korporacyjnych. Dostawcy hiperwizorów typu 1 obejmują VMware ESXI I Kvm.

Hiperwizor typu 2:

Jest to również uważane za hostowany hiperwizor. Jest zainstalowany na górze systemu operacyjnego hosta i udostępnia podstawowe zasoby sprzętowe z systemem operacyjnym hosta.

Hiperwizory typu 2 są idealne do małych środowisk obliczeniowych i są najczęściej wykorzystywane do testowania systemów operacyjnych i badań. Sprzedawcy hiperwizorów typu 2 obejmują Oracle VirtualBox i VMware WorkStation Pro.

Wad z maszynami wirtualnymi

Maszyny wirtualne mają zwykle ogromne rozmiary (mogą zająć kilka GB), powolne na początek i zatrzymywanie się i pociągnięcie wielu zasobów systemowych prowadzących do roztrzymania i powolnej wydajności ze względu na ograniczone zasoby. Jako taka, maszyna wirtualna jest uważana za nieporęczną i jest powiązana z wysokimi kosztami ogólnymi.

Pojemniki

W przeciwieństwie do maszyny wirtualnej, pojemnik nie wymaga hiperwizora. Pojemnik znajduje się na szczycie fizycznego serwera i jego systemu operacyjnego i dzieli to samo jądro, co system operacyjny, taki jak biblioteki i binaria. Wiele kontenerów może działać w tym samym systemie, z których każdy działa własny zestaw aplikacji i procesów z reszty. Popularne platformy kontenerowe obejmują Doker i Podman.

W przeciwieństwie do maszyn wirtualnych, pojemniki działają w całkowitej izolacji od podstawowego systemu operacyjnego. Pojemniki są wyjątkowo lekkie - tylko kilka megabajtów - zajmują mniej miejsca i są przyjazne dla zasobów. Są łatwe w uruchomieniu i zatrzymaniu i mogą obsługiwać więcej aplikacji niż maszyna wirtualna.

Korzyści z korzystania z kontenerów

Kontenery zapewniają wygodny sposób projektowania, testowania i wdrażania aplikacji z komputera prawego do środowiska produkcyjnego, czy to w założeniu, czy w chmurze. Oto niektóre korzyści z korzystania z aplikacji kontenerowych.

1. Większa modułowość

Przed kontenerami mieliśmy staromodny model monolityczny, w którym cała aplikacja obejmująca zarówno komponenty frontendowe, jak i backend. Pojemniki umożliwiają podział aplikacji na wiele poszczególnych komponentów, które mogą się ze sobą komunikować.

W ten sposób zespoły programistów mogą współpracować przy różnych częściach aplikacji, pod warunkiem, że nie dokonano poważnych modyfikacji w odniesieniu do tego, w jaki sposób aplikacje.

Na tym opiera się koncepcja mikrousług.

2. Zwiększona produktywność

Większa modułowość oznacza większą wydajność, ponieważ programiści mogą pracować nad poszczególnymi elementami błędów aplikacji i debugowania znacznie szybciej niż wcześniej.

3. Obniżone koszty ogólne

W porównaniu z maszynami wirtualnymi i innymi konwencjonalnymi środowiskami obliczeniowymi, kontenery używają mniej zasobów systemowych, ponieważ nie obejmują systemu operacyjnego. Jest to niepotrzebne wydatki na zakup drogich serwerów do budowania i testowania aplikacji.

4. Zwiększona przenośność

Ze względu na ich niewielki ślad aplikacje kontenerowe są łatwo wdrażane w wielu środowiskach / systemach operacyjnych.

5. Większa wydajność i elastyczność

Pojemniki umożliwiają szybkie wdrażanie i skalowanie aplikacji. Zapewniają również bardzo potrzebną elastyczność wdrażania aplikacji w wielu środowiskach oprogramowania.

Jak kontenery korzystają zespoły DevOps?

Pojemniki odgrywają kluczową rolę w Devops i nie można sobie wyobrazić, jak sytuacja byłaby bez kontenerowanych aplikacji. Więc co przynoszą pojemniki do stołu?

Po pierwsze, kontenery stanowią podstawę architektury mikrousług, umożliwiając opracowanie, wdrażanie i skalowanie elementów składowych całej aplikacji. Jak wspomniano, zapewnia to większą współpracę i szybkie wdrażanie aplikacji.

Konteneryzacja odgrywa również główną rolę w ułatwianiu rurociągów CI/CD poprzez zapewnienie kontrolowanego i spójnego środowiska do budowania aplikacji. Wszystkie biblioteki i zależności są pakowane wraz z kodem do jednej jednostki w celu szybszego i łatwiejszego wdrażania. Testowana aplikacja będzie dokładnym oprogramowaniem, które zostanie wdrożone w produkcji.

Ponadto kontenery ulepszają wdrażanie łatek i aktualizacji, gdy aplikacja jest podzielona na wiele mikrousług., każdy w osobnym pojemniku. Poszczególne pojemniki można badać, załatać i ponownie uruchomić bez przerywania reszty aplikacji.

Wniosek

Każda organizacja, która chce osiągnąć dojrzałość Devops powinien rozważyć wykorzystanie mocy pojemników do wdrożeń zwinnych i bezproblemowych. Wyzwanie polega na tym, jak konfigurować, zabezpieczyć i płynnie wdrażać je w wielu środowiskach.