Czy słyszałeś kiedyś termin konteneryzacja? Możliwe, że nie. Wykorzystanie kontenerów w środowiskach wirtualnych nie jest nowością, ponieważ jest używane od kilku lat.

jednak ulepszenia technologiczne sprawiły, że konteneryzacja znów stała się popularna dzięki lekkości jej wykonania w porównaniu z maszyną wirtualną. W tym przewodniku powiemy ci, na czym polega konteneryzacja i jakie korzyści zapewnia.

kontenery fizyczne kontra kontenery programowe

aby zrozumieć konteneryzację pomyślmy przez chwilę o kontenerach fizycznych. Nowoczesna spedycja może skutecznie przewozić ładunki dzięki kontenerom.

wyobraź sobie, jak trudno byłoby przetransportować otwartą paletę ze smartfonami wraz z paletami żywności. Zamiast mieć statki wyspecjalizowane w transporcie określonego rodzaju ładunków, po prostu umieszczamy wszystkie rzeczy w oddzielnych kontenerach i wysyłamy je wszystkie razem na tym samym statku.

Konteneryzacja w świecie IT działa w zasadzie tak samo. Zamiast wysyłać Pełne systemy operacyjne i oprogramowanie, pakujesz kod do kontenera, który może działać w dowolnym miejscu. Ponieważ te pojemniki są zwykle dość małe, możesz spakować wiele pojemników na jednym komputerze.

czym jest kontener w porównaniu do maszyny wirtualnej?

czasami kontener jest mylony z maszyną wirtualną, ponieważ działa w podobny sposób: izoluje aplikacje bez potrzeby korzystania z fizycznego sprzętu. Jednak jego główna różnica tkwi w architekturze. Kontenery są izolowane od systemu operacyjnego, a manipulacja nimi jest łatwiejsza. Możemy je rozumieć jako lekką formę maszyny wirtualnej.

kontener jako maszyna wirtualna ma izolację, czyli przestrzeń zarezerwowaną dla przetwarzania danych, autoryzację jako root, może montować systemy plików i inne. Jednak w przeciwieństwie do maszyn wirtualnych zarządzanych za pomocą oddzielnych systemów operacyjnych, kontenery współdzielą jądro systemu hosta z innymi kontenerami, jak pokazano na poniższych diagramach.

porównanie architektury maszyny wirtualnej i kontenera
Rysunek 1. Porównanie architektury maszyny wirtualnej i kontenera

co to jest hipernadzorca

hipernadzorca jest specjalnym oprogramowaniem zdolnym do emulacji komputera klienta i wszystkich jego zasobów sprzętowych. Hipernadzorcy działają na komputerach fizycznych, zwanych również komputerami-hostami. Istnieją dwa typy hipernadzorców: hostowany hipernadzorca i nagi metalowy hipernadzorca. Podczas gdy hostowany hipernadzorca nie kontroluje sterowników sprzętowych, hipernadzorca nie potrzebuje systemu operacyjnego do uruchomienia.

Jak działa konteneryzacja

głównym elementem architektury kontenerów jest coś o nazwie Docker. Docker jest open source opartym na jądrze Linuksa, które jest odpowiedzialne za tworzenie kontenerów w systemie operacyjnym, jak widzieliśmy na rysunku 1. W The Master oferujemy wirtualne serwery zarządzane z wirtualizacją KVM obsługującą konteneryzację docker.

uzyskując dostęp do pojedynczego jądra systemu operacyjnego, Docker może zarządzać wieloma rozproszonymi aplikacjami, które działają we własnym kontenerze. Innymi słowy, konteneryzacja opiera się na pakiecie oprogramowania, które jest zaimplementowane w jednej wirtualnej przesyłce.

kontenery są tworzone z obrazów Dockera. Chociaż obrazy są tylko do odczytu, docker dodaje system plików do odczytu i zapisu do systemu plików tylko do obrazu, aby utworzyć kontener.

Po utworzeniu kontenera, Docker uruchamia interfejs sieciowy, który komunikuje kontener z lokalnym hostem. Następnie dodaje adres IP do utworzonego kontenera i wykonuje wskazany proces, aby uruchomić przypisaną do niego aplikację.

podczas implementacji konteneryzacji, każdy kontener ma wszystkie części niezbędne do wykonania programu: pliki, biblioteki i wszystkie zmienne, które pozwalają na wykonywanie środowiska.

jak wspomnieliśmy wcześniej, w przeciwieństwie do maszyn wirtualnych, kontenery nie muszą mieć innego systemu operacyjnego. Ta funkcja sprawia, że są szybsze i lżejsze, ponieważ zużywają mniej zasobów z serwera lub chmury.

Docker engine: dusza konteneryzacji

Docker engine jest warstwą oprogramowania, w której Docker jest wykonywany. Podsumowując, jest to lekki silnik wykonawczy, który zarządza kontenerami. Działa na systemach Linux i składa się z Daemon Docker działającego na komputerze hosta, klienta Docker, który współdziała z Dameon Docker do wykonywania poleceń i REST API do zdalnej komunikacji z Daemon Docker.

zalety konteneryzacji

Konteneryzacja zoptymalizowała wirtualizację w porównaniu z maszynami wirtualnymi, zmniejszając liczbę zasobów i czas wykonania. Ponadto firmy oszczędzają pieniądze, ponieważ nie potrzebują kilku wersji systemów operacyjnych z odpowiednimi licencjami. Podobnie jak w przypadku maszyn wirtualnych.

z drugiej strony kontenery umożliwiają uruchamianie wielu aplikacji na jednej maszynie. Dlaczego? Ponieważ jądro systemu operacyjnego jest współdzielone. Takie podejście jest znacznie bardziej atrakcyjne z punktu widzenia biznesu ze względu na łatwość tworzenia aplikacji, ich montażu i przenoszenia. Niektóre inne korzyści z konteneryzacji są następujące:

przenośność

Konteneryzacja może działać na dowolnym komputerze stacjonarnym lub laptopie zdolnym do prowadzenia środowiska kontenera. Ponieważ aplikacje nie potrzebują systemu operacyjnego hosta, są wykonywane szybciej.

praktycznie każdy może zapakować aplikację na laptopa i przetestować ją natychmiast bez modyfikacji w publicznej lub prywatnej chmurze. Zarówno środowisko aplikacji, jak i środowisko operacyjne pozostają czyste i minimalne.

skalowalność i modulacja

kontenery są lekkie i nie przeciążają. Dzięki tej możliwości kontenery służą do skalowania aplikacji poprzez grupy systemów, które zwiększają lub zmniejszają usługi w zależności od szczytów popytu. Jednym z najlepszych narzędzi do skalowalności kontenerów jest Kubernets od Google. Kubernetes pozwala automatycznie kontrolować obciążenie kontenerów, ich interakcję i implementację.

szybkość

to, co sprawia, że kontener jest szybszy od maszyny wirtualnej, to fakt, że będąc odizolowanym środowiskiem kosmicznym wykonywanym w jednym jądrze, zabiera mniej zasobów. Kontenery mogą działać w kilka sekund, podczas gdy maszyny wirtualne potrzebują więcej czasu na uruchomienie każdego systemu operacyjnego.

obrazy Docker Hub

Docker Hub ma tysiące publicznych obrazów, z których każdy może łatwo korzystać. Biblioteka obrazów pozwala znaleźć prawie każdy obraz potrzebny do kontenerów zgodnie ze specyficznymi potrzebami aplikacji.

izolacja i regulacja

w konteneryzacji aplikacje są nie tylko odizolowane od siebie, ale są również odizolowane od systemu bazowego. Łatwiej jest kontrolować aplikację w kontenerze i zasobach systemowych. Zapewnia również, że zarówno dane, jak i Kod pozostają izolowane.

Czy wiesz, że…?

W Master Internet proponujemy zaawansowaną budowę klastra klientom, którzy wymagają ekstremalnej dostępności i wydajności dla swojego projektu. Mamy doświadczenia z obydwoma klastrami działającymi w jednym centrum danych i geograficznie oddzielonymi lokalizacjami.

Więcej o rozwiązaniach klastrowych