Avete mai sentito il termine containerizzazione? Forse no. L’uso di contenitori in ambienti virtuali non è nuovo perché è stato utilizzato per diversi anni.

Tuttavia, i miglioramenti tecnologici hanno reso popolare la containerizzazione grazie alla leggerezza della sua esecuzione rispetto ad una macchina virtuale. In questa guida, ti diremo di cosa tratta la containerizzazione e quali benefici fornisce.

Contenitori fisici vs. contenitori software

Per capire la containerizzazione pensiamo ai contenitori fisici per un po’. La moderna industria marittima può trasportare efficacemente merci grazie ai container.

Immagina quanto sarebbe difficile trasportare un pallet aperto con gli smartphone insieme a pallet di cibo. Invece di avere navi specializzate nel trasporto di determinati tipi di merci, mettiamo tutte le cose in contenitori separati e le spediamo tutte insieme sulla stessa nave.

La containerizzazione spiegata nel mondo IT funziona fondamentalmente allo stesso modo. Invece di spedire i sistemi operativi completi e il software, imballare il codice in un contenitore che può essere eseguito ovunque. Poiché questi contenitori sono di solito piuttosto piccoli, è possibile imballare un sacco di contenitori su un singolo computer.

Cos’è un contenitore rispetto a una macchina virtuale?

A volte, un contenitore viene confuso con una macchina virtuale perché funziona in modo simile: isolando le applicazioni senza la necessità di hardware fisico. Tuttavia, la sua principale differenza sta nella sua architettura. I contenitori sono isolati da un sistema operativo e la manipolazione con loro è più facile. Possiamo capirli come una forma leggera di una macchina virtuale.

Un contenitore come una macchina virtuale ha isolamento, cioè uno spazio riservato per l’elaborazione dei dati, l’autorizzazione come root, può montare file system e altro ancora. Tuttavia, a differenza delle macchine virtuali gestite con sistemi operativi separati, i contenitori condividono il kernel del sistema host con altri contenitori, come mostrato nei diagrammi seguenti.

Confronto tra una VM e un'architettura Contenitore
Figura 1. Confronto tra una VM e un’architettura Contenitore

Che cos’è un hypervisor

Un hypervisor è un software speciale in grado di emulare un PC client e tutte le sue risorse hardware. Gli hypervisor vengono eseguiti su computer fisici, chiamati anche macchine host. Esistono due tipi di hypervisor: un hypervisor ospitato e un hypervisor bare metal. Mentre un hypervisor ospitato non controlla i driver hardware, l’hypervisor non ha bisogno di un sistema operativo per l’esecuzione.

Come funziona la containerizzazione

Il pezzo principale in un’architettura contenitore è qualcosa chiamato Docker. Una finestra mobile è un open source basato sul kernel Linux che è responsabile della creazione di contenitori in un sistema operativo come abbiamo visto in Figura 1. Al Master offriamo server gestiti virtuali con virtualizzazione KVM che supporta la containerizzazione docker.

Accedendo a un singolo kernel del sistema operativo, Docker può gestire più applicazioni distribuite, che vengono eseguite nel proprio contenitore. In altre parole, la containerizzazione si basa sul pacchetto software implementato in una singola spedizione virtuale.

I contenitori vengono creati da immagini Docker. Sebbene le immagini siano di sola lettura, la finestra mobile aggiunge un file system di lettura-scrittura al file system di sola immagine per creare un contenitore.

Quando viene creato un contenitore, Docker avvia un’interfaccia di rete che comunica il contenitore con l’host locale. Quindi aggiunge un indirizzo IP al contenitore creato ed esegue il processo indicato per eseguire l’applicazione ad esso assegnata.

Quando si implementa la containerizzazione, ogni contenitore ha tutte le parti necessarie per eseguire un programma: file, librerie e tutte le variabili che consentono a un ambiente di essere eseguibile.

Come accennato in precedenza, a differenza delle macchine virtuali, i contenitori non devono avere un sistema operativo diverso. Questa funzione li rende più veloci e leggeri poiché consumano meno risorse da un server o dal cloud.

Motore Docker: l’anima della containerizzazione

Il motore Docker è un livello software in cui viene eseguito un Docker. In sintesi, è un motore di esecuzione leggero che gestisce i contenitori. Funziona su sistemi Linux e consiste in un Docker Daemon in esecuzione sul computer host, un client Docker che interagisce con Dameon Docker per eseguire comandi e un’API REST per comunicare in remoto con il Docker Daemon.

Vantaggi della containerizzazione

La containerizzazione ha ottimizzato la virtualizzazione rispetto alle macchine virtuali riducendo il numero di risorse e il tempo di esecuzione. Inoltre, le aziende risparmiano denaro perché non hanno bisogno di diverse versioni di sistemi operativi con le rispettive licenze. Proprio come accade con le macchine virtuali.

D’altra parte, i contenitori consentono l’esecuzione di più applicazioni su una singola macchina. Perché? Perché il kernel del sistema operativo è condiviso. Questo approccio è molto più attraente dal punto di vista aziendale a causa della facilità di creare applicazioni, assemblarle e spostarle. Alcuni altri vantaggi della containerizzazione sono i seguenti:

Portabilità

La containerizzazione può essere eseguita su qualsiasi desktop o laptop in grado di eseguire un ambiente contenitore. Poiché le applicazioni non hanno bisogno del sistema operativo host, vengono eseguite più velocemente.

Praticamente chiunque può confezionare un’applicazione su un laptop e testarla immediatamente senza modifiche in un cloud pubblico o privato. Sia l’ambiente applicativo che l’ambiente operativo rimangono puliti e minimi.

Scalabilità e modulazione

I contenitori sono leggeri e non sovraccaricano. Grazie a questa capacità, i contenitori servono a scalare le applicazioni attraverso gruppi di sistemi che aumentano o diminuiscono i servizi in base ai picchi di domanda. Uno dei migliori strumenti per eseguire la scalabilità nei contenitori è Kubernets di Google. Kubernetes consente di controllare automaticamente il carico di lavoro dei contenitori, la loro interazione e implementazione.

Velocità

Ciò che rende un contenitore più veloce di una VM è che essendo ambienti spaziali isolati eseguiti in un singolo kernel, richiedono meno risorse. I contenitori possono essere eseguiti in pochi secondi, mentre le macchine virtuali hanno bisogno di più tempo per avviare il sistema operativo di ciascuno.

Docker Hub images

Docker Hub ha migliaia di immagini pubbliche che chiunque può facilmente utilizzare. La libreria di immagini consente di trovare quasi tutte le immagini necessarie per i contenitori in base alle esigenze specifiche delle applicazioni.

Isolamento e regolazione

Nella containerizzazione, le applicazioni non sono solo isolate l’una dall’altra, ma sono anche isolate dal sistema sottostante. È più semplice controllare un’applicazione all’interno di un contenitore e le risorse di sistema. Garantisce inoltre che sia i dati che il codice rimangano isolati.

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