Контейнеризация – новый подход к разработке приложений

Чтобы получить представление о контейнеризации при разработке приложений, нам нужно взглянуть на роль контейнеров в судоходстве. До того, как контейнеры были изобретены Малкольмом Маклином в 1956 году, все, что нужно было транспортировать, загружалось на корабль индивидуально. Это заняло много времени и усилий. Раньше погрузка и разгрузка занимали больше времени, чем сама доставка.

Контейнеры сделали его модульным. Неважно, что находится в контейнере, просто поднимите его и поместите на корабль.

То же самое и с контейнеризацией приложений.

Что такое контейнеризация приложений?

Контейнеризация с точки зрения разработки программного обеспечения — это метод виртуализации на уровне ОС, который используется для запуска и развертывания приложений, распределенных по хостам, без запуска всей виртуальной машины для приложения.

Несколько изолированных служб приложений (контейнеров) могут запускаться на одном хосте через одно и то же ядро ​​ОС.

Контейнеры можно использовать в облаке, на виртуальных машинах, в Linux и в некоторых Windows и операционные системы Mac.

Давайте подробнее рассмотрим, как работает контейнеризация приложений.

Как работает контейнеризация?

Контейнеры приложений содержат все необходимое для работы приложения. Сюда входят файлы, переменные среды и библиотеки.

Контейнерам требуется меньше ресурсов для запуска по сравнению с аналогичным развертыванием на виртуальной машине. Это связано с тем, что контейнеры могут совместно использовать ресурсы и, следовательно, не нуждаются в полной ОС для поддержки приложения.

Образ — это полный набор информации, необходимой для запуска приложения через контейнер. Механизм контейнера развертывает эти образы на хост-компьютере (физическом или виртуальном) для запуска приложения.

Контейнеризация приложений работает на основе микросервисов и распределенных приложений. Каждый контейнер развертывается независимо от других и, следовательно, использует минимум ресурсов хоста. Интерфейсы прикладного программирования (API) позволяют микросервисам взаимодействовать между собой.

Когда спрос на компонент приложения возрастает, уровень виртуализации контейнера масштабирует микросервисы для удовлетворения спроса.

Виртуализация позволяет разработчикам представить определенное количество физических вычислительных ресурсов в виде виртуальной машины. Это ограничивает максимальную нагрузку, которую контейнерное приложение может оказать на хост.

Это значительно повышает гибкость. Если спрос на компонент приложения возрастает, разработчик может скорректировать ресурсы, выделенные контейнеру, не внося радикальных изменений в приложение или хост.

Обновление приложений также упрощается благодаря контейнеризации. Все, что нужно сделать разработчику, — это внести изменения в образ контейнера. Затем образ можно повторно развернуть на хосте, чтобы сделать обновление доступным. Это позволяет беспрепятственно доставлять обновления без необходимости закрытия приложения.

Но зачем нам использовать контейнеры? Каковы преимущества этого подхода? И каковы некоторые недостатки/компромиссы?

Преимущества контейнеризации

Контейнеризация — это подход к разработке приложений, ориентированный на эффективность и переносимость. К основным преимуществам использования этого подхода относятся:

Эффективность ресурсов

Одним из основных преимуществ контейнеризации является эффективное использование вычислительных ресурсов, таких как ЦП, память и хранилище. Контейнеризованные приложения, как правило, более эффективно используют ресурсы, чем традиционно виртуализированные или физически размещенные приложения.

Поскольку нет необходимости в дополнительных затратах на виртуальные машины, можно запускать больше контейнерных приложений, используя те же аппаратные/виртуальные ресурсы.

Портативность

Еще одним преимуществом контейнеризации является мобильность. Пока две системы работают под управлением одной и той же ОС, контейнер можно очень легко переносить между системами без каких-либо изменений в коде. Поскольку контейнер полностью самодостаточен, он не зависит от переменных среды гостевой ОС или библиотек.

Вся разработка сохраняется в виде изображения, и это изображение можно скопировать и использовать где угодно. Это устраняет необходимость в системном кон.

Воспроизводимость

Одним из основных преимуществ реализации контейнеризации приложений является воспроизводимость. Фактически, это одна из основных причин, по которой внедрение контейнеров стало важной частью методологии DevOps.

При использовании этого подхода файловые системы, двоичные файлы и вся другая информация остаются неизменными на протяжении всего жизненного цикла разработки приложения, от создания кода до развертывания.

Контейнерная безопасность в рамках Containerzation

Безопасность контейнера (если она применяется) также делает приложения более безопасными. Если произойдет вторжение в контейнер на любом уровне, оно будет содержаться там и не будет распространяться где-либо в приложении или на хост-компьютере.

Однако контейнеризация не является идеальным подходом, как и все остальное в мире. У него есть свои недостатки. Вот некоторые из них:

Недостатки контейнеризации

Отсутствие изоляции

Один из главных компромиссов, на который приходится идти при использовании контейнерного подхода, заключается в том, что контейнеры не изолированы от базовой ОС машины, на которой они работают.

Некоторые эксперты утверждают, что контейнеры имеют более высокий уровень доступа и зараженный контейнер может поставить под угрозу безопасность хоста.

Однако, если политики, определяющие доступ, четко определены, а риски безопасности снижены в соответствии с отраслевыми стандартами, эту проблему можно устранить.

Эта технология все еще новая

Контейнеризация приложений — это относительно новая и очень быстро развивающаяся ИТ-методология корпоративного уровня. В результате все находится в состоянии постоянных изменений, и нестабильность неизбежна.

Кроме того, по-прежнему наблюдается общий недостаток информации и опыта в этой области, что затрудняет ее внедрение на уровне предприятия.

Совместимость

Контейнеры зависят от ОС, для которой они созданы. Если предприятие хочет запустить контейнер из Windows в системе Linux или наоборот им потребуется добавить уровень совместимости или использовать вложенные виртуальные машины. Это может работать как временное решение, но значительно увеличивает потребление ресурсов.

Подводя итог, можно сказать, что контейнеризация — это методология разработки приложений, призванная сделать приложения интеллектуальными. Контейнерные приложения используют только минимально возможный объем ресурсов в любой момент времени; следовательно, больше приложений можно запускать, используя сопоставимые аппаратные/виртуальные ресурсы.

Однако у контейнеров есть свои недостатки, такие как отсутствие изоляции от операционной системы хоста и относительно сложный процесс их пересадки между операционными системами.