Технологии контейнеризации, по словам специалистов компании IBM, дают возможность создавать приложения единожды и развертывать их где угодно. Такой подход позволяет разработчикам делать, переносить софт эффективнее, безопаснее, чем при общеизвестном варианте написания кода. В последнем случае код создается в некой вычислительной среде, однако, в процессе переноса в другое место могут возникнуть ошибки при исполнении данного кода.
Мы предлагаем нашим читателям возможность самим оценить преимущества контейнеризации, «примерить» на свой онлайн-проект подобную технологию.
Что за технология контейнеризации
Контейнеризация приложений – своеобразная упаковка кода с библиотеками ОС, всеми сопутствующими атрибутами, необходимыми для его исполнения. В итоге появляется файл, стабильно функционирующий в различных инфраструктурах. Такой файл принято называть контейнером: своеобразным ящиком с различными «вещами», который можно будет переносить куда угодно. По сравнению с виртуальной машиной (ВМ), он характеризуется большой степенью портативности, легкостью в исполнении, эффективностью в использовании ресурсов. Сам процесс упаковки в контейнеры – контейнеризация – дает возможность специалистам работать над программами, развертывать их быстро, без дополнительных эксцессов, в отличие от традиционных подходов, где часто наблюдаются баги.
Суть и преимущества контейнеризации – в абстрагировании софта от ОС хоста, она характеризуется обеспечением автономности, это позволяет легко транспортировать ИТ-продукт, работать с ним на разных платформах.
В чем отличие между контейнерами и виртуальными машинами
Если говорить о ВМ, то они являются некой абстракцией физического оснащения, превращающей один сервер в несколько. Каждая ВМ имеет гостевую ОС, функционирующую поверх ОС хоста с виртуальным доступом к основному оборудованию. Вычислительные машины с различными операционками в состоянии работать на одном сервере.
Что касается контейнеров, то это абстракция, связанная с софтом, объединяющая в себе код и зависимости. Устанавливают их поверх физического сервера, его операционной системы. Каждый из них держит свое содержание обособленно от ОС. Так как данные файлы легковесные (около 1 МБ), то запускаются в кратчайшее время, используют малую часть памяти при совместном обращении к ОС.
Причем тут оркестрация
Многие проекты, в силу своих размахов, могут иметь большое количество контейнеров. Это приводит к тому, что перестает хватать возможностей программного обеспечения типа Docker. В таком случае на первое место выходят оркестраторы – ПО, способное самостоятельно управлять массой «ящиков».
Оркестрация способствует автоматизации рутинных процессов, связанных с контейнерными программами. Эффективным в данном направлении инструментом считается Kubernetes, имеющий открытый исходный код. Он может взаимодействовать с некоторыми средами, в том числе с Docker.
Такое программное обеспечение – хорошее средство для контроля работоспособности файлов при контейнеризации, регуляции объемов необходимых ресурсов, выстраивания сети и т. д.
Оркестраторы могу оптимизировать память, запускать одни контейнеры на 2-3 серверах сразу, автоматизировать процессы.
Типы контейнеров
Технология контейнеризации придает универсальность разработке, способность разворачиваться в различных ОС, не ограничиваться настройками. Есть 2 основных типа контейнеров, о которых мы расскажем ниже.
Контейнеры приложений
Они применяются для обеспечения функционирования микросевисов с горизонтальным масштабированием. В данной схеме на каждый контейнерный комплект приходится один процесс.
Контейнеры ОС
Данный тип своим набором функций напоминает ВМ. Он применяется для размещения ОС, поддержания процессов, проходящих в одно время, используется для объемных, неделимых программ, предусматривает архитектуру, набор определенных инструментов.
Подобный тип создается посредством различных шаблонов, точно определяющих общую схему, содержимое. Это позволяет создать файлы с одинаковым окружением, имеющие идентичные варианты пакетов, конфигураций.
Принципы контейнеризации
Рассмотрим основные принципы контейнеризации.
Изоляция
Внутри каждого «бокса» находится изолированная среда, включающая в себя определенные файлы, софт с необходимыми зависимостями, настройками и т. д. Если последние будут противоречить ОС, не случится ничего ужасного. Конфликтной ситуации не будет, потому что содержимое изолировано от внешней среды.
Независимость
Все используемые контейнеры не взаимозависимы. Если в одном из них произойдет сбой, ситуация не отразится на функционировании других. Они будут обмениваться информацией, общаться, но работать самостоятельно.
Переносимость
Обеспечение принципа инкапсуляции, когда при запуске ПО все составляющие инфраструктуры объединяются в отдельную виртуальную капсулу. Ее с легкостью можно переносить из среды в среду.
Масштабируемость
Приложение может не только быстро развертываться, но и горизонтально масштабироваться, что увеличивает общую производительность.
Легковесность
При контейнеризации мы имеем дело с весьма легковесной структурой. Она использует столько ресурсов, сколько требуется только приложению.
Плюсы и минусы контейнеризации
Для начала перечислим преимущества контейнеризации:
- Преодолеваются вопросы зависимостей в различных окружениях. Настроенный на одном ПК софт легко устанавливается на другом, так как «бокс» имеет все необходимое для этого.
- Использование микросервисной структуры. Можно осуществлять проверку каждого узла, квотировать ресурсы для определенных служб, управлять ими, запуская, останавливая по отдельности.
- Существенно сокращается период разработки продукта.
- Уменьшение расходов на лицензирование, повышение результативности сервера при сниженных затратах на него.
- Легкость, компактность, так как исключается из содержимого образ операционной системы.
- Неизменность образов. Это способствует упрощенному тестированию однотипных элементов.
- Высокий уровень эффективности, позволяющий обеспечивать быстрое развертывание, легкое горизонтальное масштабирование, выявление имеющихся ошибок.
- Купирование ошибок. Поломка «ящика» не будет влиять на продолжение работы его «коллег».
При всей привлекательности контейнеризации, она имеет несколько минусов:
- Требуются специальные знания, опыт. Услуги профессионалов могут вылиться в дополнительные затраты.
- Ограничение возможностей. Используется принцип: 1 контейнер – 1 процесс. Если требуется запустить большее количество на одном хосте, то следует создать дополнительные «боксы». Это приводит к расходу больших объемов ресурсов.
- Возможные проблемы с доступностью ресурсов. Ресурсы хост-платформы делятся на все работающие на данной платформе контейнеры. В случае, если их много, возникает проблема с нехваткой ресурсов.
- Проблемы с управлением. При увеличении числа контейнерных файлов возникает сложность в контроле за их работой.
- Короткий жизненный цикл. При закрытии «ящика» все данные, находящиеся внутри, стираются.
- Вопросы безопасности. Такая картина возникает, если окружающая среда скомпрометирована.
Для чего подходят и не подходят контейнеры
Сперва озвучим, для чего контейнеризация не годится: если для функционирования продукта необходима другая операционка, нежели установленная на самом сервере.
Теперь рассмотрим позиции, где такой средство – самое «то»:
- Облегчение процесса перевозки, развертывания, отслеживания.
- Использование непроверенного кода для проведения теста, отладки. Принцип изолированности позволит локализовать баги, небезопасные элементы.
- Запуск продукта, нуждающегося в другом дистрибутиве операционки.
- Обмен компонентами программы между участниками команды при прохождении этапов разработки, проведения тестов и непосредственного внедрения. Своевременная корректировка.
- Работа с микросервисами при независимой разработке, обновлении.
- Реализация приложений с горизонтальной масштабируемостью – запуск определенного количества контейнеров на имеющихся ресурсах при условии прежней стоимости. Иная картина наблюдается с вертикальным масштабированием. Там дополнительное число ядер CPU, увеличение объемов RAM, жесткого диска, требует финансовых затрат.
- Усовершенствование, транспортировка софта в другие среды.
Заключение
Контейнеризация приложений – популярный на сегодняшний день подход, помогающий обособлению продукта от ОС. Он пакуется в специальную контейнерную оболочку со средой, обеспечивающей его работу. Это дает много преимуществ, которые успели оценить почти во всех ИТ-направлениях.
