Что такое контейнеризация

Чтобы оптимизировать работу с приложениями без привязки к конкретным физическим машинам, ограниченным одной операционной системой, IT-специалисты используют технологии виртуализации и контейнеризации. Несмотря на споры о преимуществах и той, и другой технологии, в коммерческих масштабах обычно применяют комбинированные решения.

Погружение в контейнеризацию

История возникновения контейнеризации тесно связана с виртуализацией. Дело в том, что разработчику в рамках решения ИТ-задач постоянно требуется расширение рабочей среды – одной физической машины с соответствующей операционной системой недостаточно. Поэтому на базе компьютера или сервера запускают виртуальную машину с помощью специального элемента – гипервизора. Эта процедура занимает достаточно временных и технических ресурсов разработчика. Однако контейнеры становятся оптимальной альтернативой виртуальным машинам, поскольку в десятки раз ускоряют масштабирование приложения.

Что такое контейнеризация?

Общий принцип контейнера в ИТ-технологиях схож с контейнером в логистике. В этом случае контейнер так же выступает в роли своеобразной «оболочки» для модернизации и транспортировки единичного приложения. При этом один контейнер всегда предполагает хранение одного приложения. В большинстве случаев девелопер создает контейнер для разовой задачи, после чего сразу же удаляет его. Однако одна из особенностей контейнеризации – возможность клонирования образов одного и того же контейнера, что повышает безопасность приложений и систематизирует работу разработчика.

Контейнеризация приложений

Контейнер дает возможность ИТ-специалисту работать с приложением без привязки к условиям физической машины, аналогично виртуализации. Но в этом случае речь идет об ускоренном разворачивании приложения. К примеру, если с помощью виртуальной машины запуск приложения занимает 1-2 дня, то контейнеризация сокращает это время до пары часов. Работа девелопера стартует с создания образа контейнера в специальном софте – Docker – и дальнейшего копирования контейнеров. Однако контейнеры – не точные копии друг друга, каждый из них обладает уникальной историей за счет различия внутренних процессов.

Преимущества контейнеризации

Ключевые преимущества контейнера по сравнению с запуском приложения на виртуальной машине заключаются в повышенной безопасности и упрощенном масштабировании. Так, например, разработчик может развернуть приложение с помощью контейнера вне зависимости от технических и программных характеристик машины-хоста. Достаточно только поддержки Docker, которая работает с большинством операционных систем. Это удобно как для коммерческих целей, так и для индивидуальных разработчиков и их взаимодействия с компаниями-заказчиками. Одновременно за счет возможности быстрого удаления и отсутствия файловой информации контейнер обеспечивает большую конфиденциальность.

Виды контейнеров

По сравнению с виртуализацией контейнеры выбирают также и благодаря их универсальности. Единственный минус здесь – необходимость работы в одной операционной системе. Так, если контейнер был создан на базе определенной операционной системе хоста, то все копии образа будут поддерживать соответствующую ОС. Чтобы систематизировать использование контейнеров, ИТ-сообщество ввело единые стандарты и софт, который запускает стандартные контейнеры. Так, наиболее распространенное программное обеспечение – Docker, но также есть и другие виды. Например, LXC Linux Containers.

Контейнеризация и микросервисы

Контейнер – это не физическая оболочка, а программный код с соответствующим софтом, который запускает приложение. Часто их принцип действия сравнивают не только с виртуализацией, но и с Micro Service Architecture – микросервисами. На практике многие девелоперы используют все эти процессы в единой связке при развертывании приложения и его масштабировании. Простыми словами, микросервис разбивает приложение на отдельные составляющие для упрощения работы с ним. Контейнеризация же позволяет работать отдельно с каждым приложением вне зависимости от внешних условий. Так, контейнеризация и архитектура микросервисов являются взаимодополняемыми.

Безопасность

Разделение приложений по отдельным контейнерам позволяет работать обособленно с каждым из них, а, следовательно, повышает конфиденциальность программного обеспечения. Это актуально как для внутренней, так и для внешней безопасности. К примеру, при обнаружении вредоносных кодов в рамках одного приложения можно удалить соответствующий ему контейнер, а затем восстановить по его исходному образу. Это играет значимую роль в коммерческих масштабах, когда важно сохранять работоспособность приложений независимо от негативных факторов. Контролирующий контейнеры софт также привязывает каждый контейнер к машине-хосту.

Виртуализация vs. контейнеризация

Разработчики или руководители коммерческих предприятий часто выбирают один из двух вариантов работы с приложениями – виртуализацию или контейнеризацию. При этом чаще отдают предпочтение первому из-за недостатка навыков работы с контейнерами. Однако опытные ИТ-специалисты используют оба инструмента одновременно. Для выбора между виртуализацией и контейнеризацией необходимо учитывать задачи разработчика, его текущий и плановый масштаб работы, потребность в дополнительной безопасности, переходе на другую операционную систему и другие факторы. Наиболее эффективно создание виртуальной машины и контейнеризация на ее базе.

Что такое контейнеризация

Простыми словами, суть контейнеризации сводится к возможности запуска приложения вне зависимости от окружающей программной среды и физической машины. К примеру, если в случае виртуализации девелопер должен настроить несколько виртуальных машин, на создание каждой из которых уйдет время, альтернативой этому является копирование образа одного и того же контейнера для последующей работы с разными приложениями. Таким образом контейнеризация упрощает горизонтальное масштабирование системы. Это актуально, к примеру, даже для установки программного обеспечения на различные компьютеры в рамках крупной компании.

Типы контейнеров

В большинстве случаев контейнеризацию выполняют для физической машины – хоста, но для крупномасштабных задач девелоперы используют установку контейнеров на виртуальную машину. При этом необходимо следить за согласованностью операционных систем. К примеру, если у машины-хоста ОС Linux, все созданные на его базе контейнеры будут аналогично работать на софте Linux.

Контейнеры и виртуальные машины

Если сравнить запуск приложения на виртуальной машине и на контейнере, последний характеризуется большей скоростью и безопасностью. Но это не значит, что контейнеризация отменяет виртуализацию – их задачи смежные, но не взаимоисключающие. Так девелопер может выбрать и тот, и другой механизм, исходя из индивидуальных задач и планов по расширению ИТ-структуры.

Применение контейнеризации

Работа с контейнерами актуальна как для индивидуальных, так и для коммерческих разработчиков. В первом случае девелопер имеет возможность быстро горизонтально масштабировать приложение, а также тестировать различные варианты приложений в изолированной среде, поскольку каждый контейнер развертывают все зависимости друг от друга. В коммерческих масштабах ставку делают также и на безопасность контейнеризации, поскольку такие технологии обеспечивают не только быстрое и качественное масштабирование программного обеспечения, но и защищает софт от внутренних или намеренных внешних сбоев без вреда для данных.

Какие преимущества у контейнеризации?

Поскольку тип развертывания приложений выбирают в зависимости от конкретных начальных условий, для каждого девелопера будет играть большую роль отдельное преимущество. Например, в одном случае контейнеры выбирают для максимально быстрого горизонтального масштабирования приложения, в другом – для повышения безопасности по сравнению с запуском на виртуальной машине.

Управление контейнерами

В большинстве случаев разработчики имеют дело не с единичными контейнерами, а с кратным множеством. Для управления системой используют специальный софт. Наиболее популярный – Docker, но иногда применяют и другие. Однако чем масштабнее контейнеризация, тем большая степень контроля требуется от управляющего софта. В этом случае используют дополнительные инструменты, которые называются оркестраторами. Наиболее распространенный тип – Kubernetes. Их также применяют для управления многоконтейнерными приложениями, когда необходимо согласовать программный код нескольких контейнеров.

Контейнеры операционной системы

Несмотря на то, что чаще контейнеризацию применяют для развертывания приложений, также актуальны и контейнеры операционной системы. По сути, они аналогичны программной виртуализации, когда пользователь создает дубликат операционной системы для последующей полноценной работы в ней.

Для чего нужна контейнеризация

ИТ-специалисты применяют контейнеры как для создания новых, так и для переустановки уже существующих приложений. Последнее позволяет оптимизировать работы системы и сократить время на запуск и расширение. Поскольку в контейнере приложение работает в изолированной среде, девелопер может выбрать подходящие внешние условия для запуска программного кода.

Как устроен контейнер

Аналогично виртуальной машине, контейнер – не физическое устройство. Это всего лишь программный код, который позволяет развернуть приложение внутри оболочки, изолировав его от смежных контейнеров и другого софта. Первично контейнер создают на основе образа – шаблона, а затем копируют для создания нужного пространства для программных кодов. Причем, обычно девелоперы используют контейнер разово благодаря возможности быстро создать и удалить отдельный контейнер.

Особенности технологии контейнеризации

Контейнеризация с каждым годом набирает популярность, хотя по-прежнему многие ИТ-специалисты отказываются от нее в пользу виртуальных машин. Однако преимущества контейнеров в легкости запуска и удаления, повышенной безопасности софта без привязки к данным и возможность объединения нескольких контейнеров в единую систему с целью работы над масштабным приложением расширяет сферу использования контейнеризации. Одна из ключевых особенностей использования технологии заключается в выборе операционной системы и контролирующего софта.

Чем контейнеризация отличается от виртуализации

Первично эти процессы различаются механикой запуска приложения, а также временными и физическими ресурсами. Если на виртуальной машине девелопер может работать в любой другой операционной системе, то контейнеризация предполагает привязку к ОС компьютера или сервера-хоста. Одновременно стоит учитывать и параметры безопасности, где контейнеры выигрывают по сравнению с виртуальными машинами. Хотя бы за счет того, что содержат только программный код, а не данные. Поэтому при обнаружении вредоносных составляющих их можно удалить, а впоследствии легко восстановить из исходного образа. Причем, это никак не затронет данные – только софт.

Многоконтейнерные приложения

Формально единичный контейнер рассчитан на одно приложение. Но в реальности разработчикам часто требуется развернуть масштабное приложение, для которого недостаточно одного контейнера. В этом случае используют специальный софт, позволяющий создать и контролировать многоконтейнерные приложения. Здесь программный код приложения разделяют на два или несколько контейнера, которыми необходимо управлять только в связке. Такой подход характерен для коммерческих задач.

В зависимости от начальных задач разработчика или коммерческий структуры, а также планов по геометрическому масштабированию системы выбирают наиболее подходящий тип контейнеризации. Инженеры ittello.ru помогут определить потребность сервера в виртуальной машине или контейнерах и запустят контейнеризацию на установленной физической или виртуальной машине.