Данный материал поможет разобраться в том, что такое контейнеризация приложений, в каких целях она используется и по каким принципам работает.
📜 Читайте также: Виртуализация и контейнеризация: обзор технологий и в чем разница
Для чего используется контейнеризация
Технология контейнеризации упрощает разработку и развертывание приложений изолировано от операционной системы. Благодаря контейнеризации разработчик может запустить код на любых устройствах с одинаковыми операционными системами. То есть при переносе приложения из одной среды в другую приложение продолжит работать как прежде, без возникновения ошибок. Теперь рассмотрим частные случаи, когда нужна контейнеризация:
- Чтобы производить запуск приложения на любых устройствах и машинах, не привязываясь к одной.
- Чтобы оптимизировать разработку приложений, ускорив сам процесс и сократив количество ошибок.
- Чтобы перемещать готовую среду разработки с одной машины на другую.
Технология контейнеризации не только облегчила процесс развертывания программ, но и ускорила тестирование и отлаживание кода. Принцип работы технологии позволяет снизить нагрузку на аппаратное обеспечение и отслеживать использование системных ресурсов. При том, что приложения можно легко масштабировать.
Принцип работы контейнера
Прежде чем ознакомиться с принципом работы контейнеризации, рассмотрим, как устроен главный компонент — контейнер. Что вы представляете, услышав это слово? В голове всплывает картинка с грузовым контейнером, который перемещают с одной локации в другую. Груз, который находится внутри, защищен стенками от внешнего мира.
Примерно также устроены программные контейнеры. Груз — это содержимое вроде приложений и другого программного обеспечения, а стенки — это образы, которые создаются на платформе контейнеризации. В образ «зашита» среда с минимальным набором программ, которая позволяет осуществить запуск приложений. Но все не так просто, и для развертывания образа также нужно аналогичное программное обеспечение. После того как образ будет развернут, можно переходить к работе с содержимым контейнера. Как уже упоминалось выше, все действия осуществляются изолировано от операционной системы. Сами настройки операционной системы никаким образом не сказываются на развертывании и запуске приложения. Единственное, для осуществления всех процессов требуется выделить необходимое количество системных ресурсов.
В сам контейнер можно поместить все, что угодно. Начиная с небольших файлов и библиотек и заканчивая готовыми приложениями. Чтобы содержимое контейнера работало, используются собственные программные ресурсы, которые находятся внутри образа. И благодаря этому фактору вес контейнеров очень незначительный, так как в образ помещают только те программы, которые необходимы для нормального функционирования.
Важная особенность технологии контейнеризации заключается в том, что контейнеры остаются независимыми друг от друга. Это делает работу приложений стабильной, поскольку при нарушении работы одного контейнера это никак не повлияет на работоспособность других контейнеров. Также не возникает сбоев в работе сервера, так как нет необходимости в отдельном экземпляре операционной системы для каждого контейнера. Особенно это выгодно, когда работаешь над большими проектами, которые в процессе необходимо масштабировать.
Несколько слов про кроссплатформенность. Когда разработчики начинают искать платформу контейнеризации, то сталкиваются с такой проблемой, что большинство из этих платформ разработаны под операционные системы семейства Linux. То есть создаваемые контейнеры смогут работу на любом дистрибутиве. Но эти же контейнеры не будут предназначены для работы на операционной системе Windows. Если вы планируете тестировать продукт под эту операционную систему, то нужно заранее создавать совместимые образы.
И рассмотрим последний принцип, который лежит в основе технологии контейнеризации. Один контейнер — это один запуск. Поскольку при закрытии контейнера вся информация удаляется. Об этом нужно помнить и сохранять все ценные данные во внешней операционной системе. А если у вас сохранен образ, то можно развернуть n-ое количество новых экземпляров. Можно ли удалять неиспользуемые контейнеры? Можно и даже нужно, поскольку это повышает производительность системы, позволяет избежать нарушений в работе и повышает уровень безопасности.
Сравним технологии контейнеризации и виртуализации
Рассмотрим, какие сходства и отличия у технологий контейнеризации и виртуализации. Как вы знаете, виртуальная машина имеет свою операционную систему, работающая поверх той, которая установлена на хосте. Простыми словами, это компьютер внутри компьютера, у которого есть собственная операционная система и аппаратные ресурсы. То есть, используя одну машину, можно запустить несколько разных операционных систем.
В свою очередь, контейнеры используют системные ресурсы и память операционной системы. И больше никаким образом с ней не взаимодействуют. Главное отличие виртуальных машин от контейнеров в том, что при помощи виртуальных машин можно запустить операционные системы разных типов, независимо от того, какая операционная система установлена на сервере. А контейнеры требуют совместимости с основной операционной системой.
Основные отличия контейнеров от виртуальных машин в том, что они:
- Задействуют меньше ресурсов для работы. Соответственно, это положительно сказывается на производительности системы в целом и выгодно в финансовом плане.
- Могут запускаться в той же операционной системе, которая размещена на хосте. И также могут работать на различных дистрибутивах ОС Линукс.
- Хоть они и не взаимодействуют с операционной системой, все равно используют системные ресурсы. В связи с этим лучше не пренебрегать мерами сетевой безопасности. На этом остановимся более подробно и рассмотрим в следующем блоке.
Безопасность контейнеров
Многие отдают предпочтения контейнерам в связи с тем, что они изолированы от операционной системы и друг от друга. Однако изоляция может быть нарушена в процессе запуска. Так можно столкнуться с рядом проблем. Мы рассказали, как можно защитить приложения.
Первый совет. Не загружать готовые контейнеры, если не уверены в надежности источника, с которого загружаете. Если вы решились на такое скачивание, то рекомендуем для работы с контейнерами выбирать интегрированные в CI/CD-среды репозиториях.
Второй совет. Обязательно настраивать внутреннюю защиту для платформы контейнеризации. А также подключить антивирусное и антишпионское программное обеспечение. Такие программы помогают найти потенциальную опасность в самом коде и в случае чего препятствуют развертыванию контейнера, заблокировав его.
И третий совет. Один контейнер — одно приложение. Не стоит запускать несколько приложений в одном контейнере.
Готовые программные решения
В этом заключительном блоке мы рассмотрим, какое программное обеспечение используется для контейнеризации. Оно бывает нескольких видов. Сюда относятся платформы, помогающие развернуть контейнер и оркестраторы, которые отвечают за управление контейнерными приложениями.
Например, к популярным решениям контейнеризации относят Докер. А самые востребованные и популярные оркестраторы — это Kubernetes и Docker Swarm, разработанный той же командой, что и платформа Docker.
Если ваш проект масштабируется и число контейнеров достигает несколько сотен или тысяч, то оркестратор станет незаменимым инструментом. Оркестратор выполняет задачи, которые сложно, долго и зачастую невозможно выполнять вручную при таком количестве контейнеров. При помощи оркестрантов разработчик может мониторить состояние контейнеров, распределить нагрузку, запросто масштабировать проект при необходимости. И все это выполняется в автоматическом режиме, а специалистам остается контролировать их работу.
Если рассматривать Kubernetes, то все говорят, что его сложно устанавливать, настраивать и тд. Но в качестве упрощенного варианта можно рассмотреть Kubernetes как облачный сервис. Преимущества такого сервиса в том, что администрирование, обновление, резервное копирование осуществляет облачный провайдер. Также в рамках этой услуги компания осуществляет развертывание платформы, настройку кластера и обеспечивает сетевую безопасность. То есть это выгодно для независимых разработчиков, небольших компаний, чтобы не вкладывать много ресурсов в собственную инфраструктуру.
Также рассмотрим вариант под названием bare metal. В переводе на русский — собственное железо. То есть в этом случае необходимо купить и подготовить сервер, а также создать кластер с нуля. Придется самостоятельно обслуживать инфраструктуру или нанимать для этого специалиста. Преимущество в том, что вы полностью сможете контролировать кластер. Этот вариант рассчитан на крупные вложения еще на первых этапах. Вопрос в том, окупится ли это. Сделать этот вариант более привлекательным и выгодным в финансовом плане можно благодаря облачным провайдерам. Например, арендовать серверные мощности у провайдеров и развернуть на них кластер.
Завершение
Разработчики сразу заметили все преимущества контейнеризации, но долгое время технология все равно не пользовалась спросом. Основная причина, которая тормозила ее развитие, — это высокий порог входа (крупные вложения на первоначальном уровне). С появлением готовых решений, о которых мы говорили выше, технология стала набирать обороты. А в последнее время для ее использования даже нет необходимости в специальном оборудовании, поскольку серверные мощности предоставляются в аренду на выгодных условиях.
Кстати, в официальном канале Timeweb Cloud собрали комьюнити из специалистов, которые говорят про IT-тренды, делятся полезными инструкциями и даже приглашают к себе работать.💥
