Контейнеризация: что это такое — контейнерные технологии

Контейнеризация — это технология, которая помогает запускать приложения изолированно от основной операционной системы. Программа упаковывается в специальную оболочку-контейнер, внутри которой — среда, необходимая для работы.

Контейнеры можно создавать, описывать и развертывать, то есть запускать на устройстве, закрывать и удалять, конфигурировать и настраивать, выделять им память и передавать данные от одного к другому. Все это — работа с контейнеризацией. Наиболее популярная реализация технологии — Docker. 

Как правило, работа с контейнерами внутри компании — обязанность DevOps-инженера. Это специалист, который настраивает рабочую среду и оптимизирует процессы внутри нее.

О том, кто такой DevOps-инженер, читайте в статье.

Технология нужна:

• для изолированного запуска приложений и рабочих сред вне зависимости от системы и ПО, установленных на конкретной машине;
• контроля ресурсов и снижения нагрузки на систему;
• разрешения конфликтов, которые могут возникнуть из-за того, что разные приложения нуждаются в различных версиях ПО или библиотек;
• быстрого перемещения настроенных приложений и сред с одной машины на другую;
• создания удобной рабочей инфраструктуры;
• ускорения процесса разработки и снижения риска ошибок;
• масштабирования готовых решений;
• легкого управления сложными приложениями, средами и системами.  

Курс
Уверенный старт в IT
Поможем определить подходящую вам IT-профессию и освоить её с нуля. Вы на практике попробуете разные направления: разработку на разных языках, аналитику данных, Data Science, менеджмент в IT. Это самый подходящий курс для построения карьеры в IT в новой реальности. Скидка на курс до 60% в честь Черной пятницы и продвинутый карьерный модуль в подарок.

Подробнее

Ближайшая аналогия для контейнера — ящики с грузом, которые можно поставить где угодно. На их содержимое не влияют условия снаружи. Только внутри контейнера может запуститься и работать приложение. Оно будет исполняться изолированно от основной системы, не взаимодействуя с ней. Контейнер универсален: его можно развернуть в любой ОС независимо от настроек.

Контейнеры создаются на основе образов, похожих на те, которые используются для установки ОС. Но есть отличие: внутри находится не полноценная операционная система, а минималистичная среда с нужными настройками. Образ запускается в приложении для управления контейнерами, и из него разворачивается контейнер.

Внутри контейнера — изолированная среда. В ней могут находиться файлы, библиотеки, установленные приложения со всеми зависимостями и настройками. Даже если настройки и зависимости противоречат имеющимся в основной ОС, ничего страшного. Конфликты не возникнут, так как контейнер изолирует свое содержимое от внешней системы.

Один контейнер не зависит от другого. Если внутри контейнера A что-то сломается, это не повлияет на работу контейнера B. Они могут общаться друг с другом, передавать данные, но будут работать независимо друг от друга.

Контейнер работает на основе операционной системы. Чаще всего это Linux, потому что популярные решения для контейнеризации разработаны для нее. Контейнер берет ресурсы из операционной системы, для изоляции использует ее технологии. Поэтому контейнер, созданный для запуска в Linux, не будет работать в Windows — там используется другая архитектура.

Контейнер — относительно легкая структура. Она занимает столько ресурсов, сколько нужно приложению внутри.

Один экземпляр контейнера — сущность, которая имеет короткий срок жизни. Когда контейнер закрывается, вся информация внутри него стирается. Это похоже на закрытие файла без сохранения. Поэтому при работе с контейнерами важные данные выводят наружу, во внешнюю операционную систему.

А если закрытый контейнер понадобится снова, можно создать другой его экземпляр из того же образа. Так обычно и делают.

Похожее с первого взгляда понятие — виртуализация, создание виртуальной копии другой ОС на том же компьютере. Технологии различаются между собой.

Виртуальная машина (ВМ) — абстракция на уровне физического оборудования, превращает один сервер в несколько.

На каждой ВМ отдельная гостевая ОС работает поверх ОС хоста с виртуализированным доступом к базовому оборудованию.

Виртуальные машины с различными операционными системами могут работать на одном физическом сервере: ВМ UNIX может работать вместе с ВМ Linux и пр. Система виртуализации и микроядро, создающие и запускающие виртуальные машины, называются мониторами ВМ или гипервизорами. Они находятся между оборудованием и ВМ и необходимы для изоляции ОС друг от друга и виртуализации сервера.

Контейнер — абстракция на уровне приложения, объединяет зависимости и код.

Контейнеры устанавливаются на физический сервер и его ОС, например Windows или Linux. Они отделяют содержимое от операционной системы. Контейнеры легче, быстрее разворачиваются, требуют меньше оперативной памяти и мощностей, а также более гибкие. Расход ресурсов меньше, быстродействие выше.

Виртуальные машины запускают любое ядро операционной системы независимо от основной ОС. Контейнер должен быть совместим с ядром операционной системы сервера.

Чем контейнеры отличаются от ВМ

Для решения задач, требующих глубокой изоляции на уровне ядра, а также ОС, которая отличается от основной, лучше подойдет виртуализация.

Существует практика: одно приложение — один контейнер. Это нужно для более хорошей изоляции, для удобства и безопасности. Так две программы не смогут конфликтовать или мешать работе друг друга. А если ошибка обнаружится в одном приложении, она не заденет другие.

Большие системы, которые состоят из множества элементов, требуют не один, а несколько контейнеров. Они называются многоконтейнерными приложениями. Для управления такими системами нужно специальное ПО. Оно позволяет управлять контейнерами «в связке», а не поодиночке, ускоряет и упрощает работу. Это, например, Docker Compose.

Когда контейнеров десятки или сотни, возможностей ПО вроде Docker Compose не хватает. В этих случаях используются оркестраторы, или системы оркестрации, — программное обеспечение, которое само управляет множественными контейнерами.

С оркестраторами контейнеры не надо настраивать и конфигурировать вручную. ПО контролирует их работоспособность, включает и отключает, выделяет ресурсы и занимается построением сети. Оркестраторы оптимизируют память, могут запустить одну контейнерную систему на нескольких серверах одновременно и автоматизируют управление ею. Такая программа становится посредником, через которого специалист взаимодействует с инфраструктурой.

«Золотой стандарт» среди оркестраторов — платформа Kubernetes.

Контейнеризация дает ряд преимуществ при работе с приложениями и построении инфраструктуры. Поэтому сейчас ее используют практически во всех сегментах IT.

Запуск сред без конфликтов. Без контейнеризации приложения пришлось бы запускать поверх основной ОС. Если в операционной системе одна версия библиотек и программного обеспечения, а приложению нужна другая, возник бы конфликт. В контейнер можно положить все нужные зависимости, включая библиотеки: конфликтов не возникнет.

Контроль ресурсов. Продвинутые системы работы с контейнерами умеют распределять между ними мощности, задавать приоритеты, запускать и останавливать, устанавливать связи. Если грамотно настроить системы, можно оптимизировать потребление мощностей. Даже большие приложения будут потреблять меньше памяти. Также если на отдельные приложения повысится нагрузка, системы управления смогут выделить им больше ресурсов за счет других контейнеров. Производительность останется высокой.

Поддержка безопасности. Один из плюсов изоляции — повышение безопасности и снижение риска утечки. Если приложение внутри контейнера выдаст критическую ошибку, окажется скомпрометировано или начнет вести себя вредоносно, это не нарушит работу других программ. Небезопасный код окажется изолирован от других участков системы.

Создание рабочей инфраструктуры. Для разработки нужна определенная среда. Без контейнеров ее пришлось бы настраивать вручную для каждой задачи и пользователя. Это занимает много времени. А если среды будут различаться для разных людей, это небезопасно. Поэтому одно из применений контейнеров — создание рабочей инфраструктуры, единой для всех разработчиков.

Оптимизация расходов. Контейнеры экономят не только ресурсы компьютеров, но и денежные средства.

• Не нужно использовать «тяжеловесные» решения. Это дешевле.
• Изоляция приложений снижает риск непредвиденной ошибки или фатального сбоя, поэтому помогает избежать лишних расходов.

Построение архитектуры. Популярная архитектура приложений — микросервисная. Большое приложение рассматривают как набор маленьких независимых друг от друга сервисов. И для такого архитектурного решения идеально подходит контейнеризация: каждый сервис упаковывается в свой контейнер. Они передают друг другу данные, но работают независимо. Управляет ими обычно оркестратор или ПО для многоконтейнерных приложений — это зависит от размера системы. 

Профессия
DevOps-инженер
Освойте перспективную IT-профессию на стыке разработки, системного администрирования и бизнеса. За 6 месяцев обучения DevOps
вы освоите основы, ключевые инструменты и востребованные рынком технологии. Скидка на курс до 60% в честь Черной пятницы.

Подробнее

Что такое контейнеризация? Подробнее о контейнеризации – AWS

Что такое контейнеризация?

Контейнеризация – это процесс развертывания программного обеспечения, который объединяет код приложения со всеми файлами и библиотеками, необходимыми для запуска в любой инфраструктуре. Обычно для запуска какого-либо приложения на компьютере требовалось установить версию, соответствующую операционной системе ПК. Например, вам нужно было установить версию пакета программного обеспечения для Windows на компьютере под управлением Windows. Однако с помощью контейнеризации можно создать единый программный пакет или контейнер, который будет работать на всех типах устройств и операционных систем. 

В чем преимущества контейнеризации?

Разработчики используют контейнеризацию для создания и развертывания современных приложений из-за указанных ниже преимуществ. 

Портативность

Разработчики программного обеспечения используют контейнеризацию для развертывания приложений в нескольких средах без переписывания программного кода. Они создают приложение один раз и развертывают его в нескольких операционных системах. Например, они запускают одни и те же контейнеры в операционных системах Linux и Windows. Разработчики также обновляют устаревший код приложения до современных версий, используя контейнеры для развертывания.

Возможность масштабирования

Контейнеры – это легкие программные компоненты, которые эффективно работают. Например, виртуальная машина может быстрее запускать контейнерное приложение, поскольку ей не нужно загружать операционную систему. Поэтому разработчики программного обеспечения могут легко добавить несколько контейнеров для разных приложений на одном компьютере. Кластер контейнеров использует вычислительные ресурсы одной и той же общей операционной системы, но один контейнер не мешает работе других контейнеров.  

Отказоустойчивость

Команды разработчиков программного обеспечения используют контейнеры для создания отказоустойчивых приложений. Они используют несколько контейнеров для запуска микросервисов в облаке. Поскольку контейнерные микросервисы работают в изолированных пользовательских пространствах, один неисправный контейнер не влияет на другие контейнеры. Это повышает устойчивость и доступность приложения.

Гибкость

Контейнерные приложения работают в изолированных вычислительных средах. Разработчики программного обеспечения могут устранять неполадки и изменять код приложения без вмешательства в операционную систему, оборудование или другие сервисы приложений. Они могут сократить циклы выпуска программного обеспечения и быстро работать над обновлениями с моделью контейнера.

Каковы сценарии использования контейнеризации?

Ниже приведены примеры использования контейнеризации.

Миграция в облако

Миграция в облако, или перенос, – это программная стратегия, которая включает инкапсуляцию устаревших приложений в контейнеры и развертывание их в среде облачных вычислений. Организации могут модернизировать свои приложения без переписывания всего программного кода.

Внедрение микросервисной архитектуры

Организации, стремящиеся создавать облачные приложения с микросервисами, нуждаются в технологии контейнеризации. Архитектура микросервисов – это подход к разработке программного обеспечения, который использует несколько взаимозависимых программных компонентов для предоставления функционального приложения. Каждый микросервис имеет уникальную и специфическую функцию. Современное облачное приложение состоит из нескольких микросервисов. Например, приложение потокового видео может иметь микросервисы для обработки данных, отслеживания пользователей, выставления счетов и персонализации. Контейнеризация предоставляет программный инструмент для упаковки микросервисов в виде развертываемых программ на разных платформах.

Устройства IoT

Устройства Интернета вещей (IoT) содержат ограниченные вычислительные ресурсы, что делает обновление программного обеспечения вручную сложным процессом. Контейнеризация позволяет разработчикам легко развертывать и обновлять приложения на устройствах Интернета вещей.

Как работает контейнеризация?

Контейнеризация предполагает создание самодостаточных пакетов программного обеспечения, которые работают стабильно, независимо от компьютеров, на которых они работают. Разработчики программного обеспечения создают и развертывают образы контейнеров, то есть файлы, содержащие необходимую информацию для запуска контейнерного приложения. Разработчики используют инструменты контейнеризации для создания образов контейнеров на основе спецификации образов Open Container Initiative (OCI). OCI – это группа с открытым исходным кодом, которая предоставляет стандартизированный формат для создания образов контейнеров. Образы контейнеров доступны только для чтения и не могут быть изменены компьютерной системой.

Образы контейнеров – это верхний слой в контейнерной системе, состоящей из следующих слоев.

Инфраструктура

Инфраструктура – это аппаратный уровень модели контейнеров. Это относится к физическому компьютеру или серверу без установленной операционной системы, на котором выполняется контейнерное приложение. 

ОС

Второй уровень архитектуры контейнеризации – операционная система. Linux – популярная операционная система для контейнеризации с локальными компьютерами. В облачных вычислениях разработчики используют облачные сервисы, такие как AWS EC2, для запуска контейнерных приложений.  

Контейнерный движок

Движок контейнеров, или среда выполнения контейнера, – это программное обеспечение, которое создает контейнеры на основе образов контейнеров. Он выступает в качестве посредника между контейнерами и операционной системой, предоставляя ресурсы, необходимые приложению, и управляя ими. Например, контейнерные движки могут управлять несколькими контейнерами в одной операционной системе, сохраняя их независимость от базовой инфраструктуры и друг от друга. 

Приложение и зависимости

Самый верхний уровень архитектуры контейнеризации – это код приложения и другие файлы, которые необходимо запустить, такие как зависимости библиотек и связанные с ними файлы конфигурации. Этот слой также может содержать легкую гостевую операционную систему, которая устанавливается поверх основной.

Что такое оркестрация контейнеров?

Оркестрация контейнеров – это программная технология, позволяющая автоматически управлять контейнерами. Это необходимо для разработки современных облачных приложений, поскольку приложение может содержать тысячи микросервисов в соответствующих контейнерах. Большое количество контейнерных микросервисов не позволяет разработчикам программного обеспечения управлять ими вручную.

Преимущества оркестрации контейнеров

Разработчики используют инструменты оркестрации контейнеров для автоматического запуска и остановки контейнеров, а также управления ими. Оркестраторы контейнеров позволяют разработчикам точно масштабировать облачные приложения и избегать человеческих ошибок. Например, можно убедиться, что контейнеры развернуты с достаточными ресурсами хост-платформы. 

Какие существуют виды контейнерной технологии?

Ниже приведены примеры популярных технологий, которые разработчики используют для контейнеризации.

Docker

Docker, или Docker Engine, – это популярная среда выполнения контейнеров с открытым исходным кодом, которая позволяет разработчикам программного обеспечения создавать, развертывать и тестировать контейнерные приложения на различных платформах. Контейнеры Docker – это автономные пакеты приложений и связанных файлов, созданных с помощью платформы Docker.

Linux

Linux – операционная система с открытым исходным кодом и встроенной контейнерной технологией. Контейнеры Linux – это автономные среды, позволяющие запускать несколько приложений на базе Linux на одном хост-компьютере. Разработчики программного обеспечения используют контейнеры Linux для развертывания приложений, которые записывают или считывают большие объемы данных. Контейнеры Linux не копируют всю операционную систему в виртуализированную среду. Вместо этого контейнеры состоят из необходимых функций, выделенных в пространстве имен Linux.  

Система Kubernetes

Kubernetes – популярный оркестратор контейнеров с открытым исходным кодом, который разработчики программного обеспечения используют для развертывания, масштабирования огромного количества микросервисов и управления им. Он имеет декларативную модель, которая упрощает автоматизацию контейнеров. Декларативная модель гарантирует, что Kubernetes предпримет соответствующие действия для выполнения требований на основе файлов конфигурации. 

Что такое виртуальная машина?

Виртуальная машина (ВМ) – это цифровая копия физического оборудования и операционной системы хост-машины. На хост-машине может быть несколько виртуальных машин, совместно использующих ЦП, хранилище и память. Гипервизор, то есть программное обеспечение для мониторинга виртуальных машин, распределяет вычислительные ресурсы между всеми виртуальными машинами независимо от того, используют ли их приложения.

Контейнеризация и виртуальные машины

Контейнеризация – это аналогичная, но улучшенная концепция виртуальной машины. Вместо копирования аппаратного уровня контейнеризация удаляет уровень операционной системы из автономной среды. Это позволяет приложению работать независимо от операционной системы хоста. Контейнеризация предотвращает растрату ресурсов, поскольку приложения получают именно те ресурсы, в которых они нуждаются.  

Что такое бессерверные вычисления?

Бессерверные вычисления – это технология облачных вычислений, при которой поставщик облачных услуг полностью управляет серверной инфраструктурой приложения. Это означает, что разработчикам и организациям не нужно настраивать, обслуживать или выделять ресурсы на облачном сервере. Бессерверные вычисления позволяют организациям автоматически масштабировать вычислительные ресурсы в соответствии с рабочей нагрузкой. 

Контейнеризация и бессерверные вычисления

Бессерверные вычисления позволяют мгновенно развертывать приложения, поскольку в них нет зависимостей, таких как библиотеки или файлы конфигурации. Поставщик облачных технологий не взимает плату за вычислительные ресурсы, когда бессерверное приложение находится в режиме ожидания. Контейнеры, с другой стороны, более портативны, что дает разработчикам полный контроль над средой приложения. 

Что такое полностью облачная архитектура?

Полностью облачная архитектура – это метод разработки программного обеспечения, в рамках которого создается, тестируется и развертывается приложение в облаке. Термин полностью облачная архитектура означает, что приложение создано и находится в среде облачных вычислений. Организации создают облачные приложения, потому что они обладают высокой масштабируемостью, отказоустойчивостью и гибкостью.

Контейнеризация по сравнению с полностью облачной архитектурой

Для разработки облачных приложений требуются технологии и подходы, отличные от обычных монолитных приложений. Контейнеризация – одна из технологий, которая позволяет разработчикам создавать облачные приложения. Система работает с другими облачными технологиями, такими как сетка сервисов и API, чтобы микросервисы могли слаженно работать в облачном приложении. 

Что такое контейнер AWS App2Container?

AWS App2Container – это инструмент контейнеризации, который позволяет разработчикам программного обеспечения модернизировать устаревшие приложения. Разработчики используют App2Container для превращения приложений Java и .NET в контейнерные приложения.

• App2Container предоставляет стандартные инструменты для миграции существующих платформенных приложений в среду AWS.
• С App2Container разработчики могут быть уверены в безопасности при масштабировании облачных приложений.
• Разработчики используют App2Container для упрощения идентификации зависимостей и конфигураций при создании образов контейнеров.

 Начните работу с контейнеризацией на AWS, зарегистрировав аккаунт AWS уже сегодня.

Объяснение контейнеризации | IBM

Изучите историю технологии контейнеризации, преимущества и преимущества использования этой технологии и ее связь с виртуализацией.

Что такое контейнеризация?

Контейнеризация — это упаковка программного кода только с библиотеками операционной системы (ОС) и зависимостями, необходимыми для запуска кода для создания единого облегченного исполняемого файла, называемого контейнером, который стабильно работает в любой инфраструктуре. Более портативные и ресурсоэффективные, чем виртуальные машины (ВМ), контейнеры стали де-факто вычислительными единицами современных облачных приложений.

Контейнеризация позволяет разработчикам создавать и развертывать приложения быстрее и безопаснее. При использовании традиционных методов код разрабатывается в определенной вычислительной среде, которая при переносе на новое место часто приводит к ошибкам и ошибкам. Например, когда разработчик переносит код с настольного компьютера на виртуальную машину (ВМ) или с операционной системы Linux на операционную систему Windows. Контейнеризация устраняет эту проблему, объединяя код приложения вместе с соответствующими файлами конфигурации, библиотеками и зависимостями, необходимыми для его запуска. Этот единый пакет программного обеспечения или «контейнер» абстрагируется от основной операционной системы, и, следовательно, он автономен и становится переносимым — способным без проблем работать на любой платформе или в облаке.

Концепции контейнеризации и изоляции процессов на самом деле уже несколько десятилетий, но появление в 2013 году Docker Engine с открытым исходным кодом — отраслевого стандарта для контейнеров с простыми инструментами разработки и универсальным подходом к упаковке — ускорило внедрение этой технологии. Сегодня организации все чаще используют контейнеризацию для создания новых приложений и модернизации существующих приложений для облака. В недавнем опросе IBM (PDF, 1,4 МБ) 61 % пользователей, внедривших контейнеры, сообщили об использовании контейнеров в 50 % или более новых приложений, созданных ими за предыдущие два года; 64% пользователей ожидают, что 50% или более их существующих приложений будут помещены в контейнеры в течение следующих двух лет.

Контейнеры часто называют «облегченными», что означает, что они совместно используют ядро ​​операционной системы машины и не требуют накладных расходов на связывание операционной системы с каждым приложением. Контейнеры изначально имеют меньшую емкость, чем виртуальная машина, и требуют меньше времени для запуска, что позволяет запускать гораздо больше контейнеров с той же вычислительной мощностью, что и одна виртуальная машина. Это повышает эффективность сервера и, в свою очередь, снижает затраты на сервер и лицензирование.

Возможно, наиболее важно то, что контейнеризация позволяет приложениям «написать один раз и запускать где угодно». Эта переносимость ускоряет разработку, предотвращает привязку к поставщику облачных услуг и предлагает другие заметные преимущества, такие как изоляция сбоев, простота управления, упрощенная безопасность и многое другое (см. ниже).

Дополнительные сведения см. в этом видеоролике — «Контейнеризация: объяснение» (8:09):

Контейнеризация приложений

Контейнеры инкапсулируют приложение в виде единого исполняемого пакета программного обеспечения, который объединяет код приложения со всей связанной конфигурацией. файлы, библиотеки и зависимости, необходимые для его запуска. Контейнерные приложения «изолированы» в том смысле, что они не связаны с копией операционной системы. Вместо этого в операционной системе хоста устанавливается механизм выполнения с открытым исходным кодом (например, механизм выполнения Docker), который становится каналом, через который контейнеры могут совместно использовать операционную систему с другими контейнерами в той же вычислительной системе.

Другие слои контейнеров, такие как общие корзины и библиотеки, также могут совместно использоваться несколькими контейнерами. Это устраняет накладные расходы на запуск операционной системы в каждом приложении, уменьшает емкость контейнеров и ускоряет их запуск, повышая эффективность сервера. Изоляция приложений как контейнеров также снижает вероятность того, что вредоносный код, присутствующий в одном контейнере, повлияет на другие контейнеры или проникнет в хост-систему.

Абстрагирование от операционной системы хоста делает контейнерные приложения переносимыми и способными работать единообразно и последовательно на любой платформе или в облаке. Контейнеры можно легко переносить с настольного компьютера на виртуальную машину (ВМ) или с Linux на операционную систему Windows, и они будут стабильно работать в виртуализированной инфраструктуре или на традиционных «голых» серверах, локально или в облако. Это гарантирует, что разработчики программного обеспечения могут продолжать использовать инструменты и процессы, которые им наиболее удобны.

Понятно, почему предприятия быстро принимают контейнеризацию как превосходный подход к разработке приложений и управлению ими. Контейнеризация позволяет разработчикам создавать и развертывать приложения быстрее и безопаснее, независимо от того, является ли приложение традиционным монолитом (одноуровневым программным приложением) или модульным микросервисом (набором слабо связанных сервисов). Новые облачные приложения можно создавать с нуля в виде контейнерных микросервисов, разбивая сложное приложение на ряд более мелких специализированных и управляемых сервисов. Существующие приложения можно переупаковать в контейнеры (или контейнерные микросервисы), которые более эффективно используют вычислительные ресурсы.

Подробнее о преимуществах

Контейнеризация предлагает значительные преимущества разработчикам и командам разработчиков. Среди них следующие:

• Переносимость:  Контейнер создает исполняемый пакет программного обеспечения, который абстрагирован (не привязан или не зависит) от операционной системы хоста и, следовательно, является переносимым и может работать единообразно и последовательно на любой платформе или в облаке.
• Гибкость: Docker Engine с открытым исходным кодом для запуска контейнеров стал отраслевым стандартом для контейнеров с простыми инструментами разработки и универсальным подходом к упаковке, который работает как в операционных системах Linux, так и в Windows. Экосистема контейнеров перешла на механизмы, управляемые Open Container Initiative (OCI). Разработчики программного обеспечения могут продолжать использовать инструменты и процессы Agile или DevOps для быстрой разработки и усовершенствования приложений.
• Скорость:  Контейнеры часто называют «облегченными», что означает, что они используют ядро ​​операционной системы (ОС) машины и не увязают в дополнительных накладных расходах. Это не только повышает эффективность сервера, но и снижает затраты на сервер и лицензирование, а также ускоряет время запуска, поскольку не нужно загружать операционную систему.
• Выделение ошибки: Каждое контейнерное приложение изолировано и работает независимо от других. Выход из строя одного контейнера не влияет на дальнейшую работу любых других контейнеров. Команды разработчиков могут выявлять и устранять любые технические проблемы в одном контейнере без простоев в других контейнерах. Кроме того, контейнерный движок может использовать любые методы изоляции безопасности ОС, такие как контроль доступа SELinux, для изоляции ошибок внутри контейнеров.
• Эффективность:  Программное обеспечение, работающее в контейнерных средах, совместно использует ядро ​​операционной системы машины, а уровни приложений внутри контейнера могут быть общими для разных контейнеров. Таким образом, контейнеры изначально имеют меньшую емкость, чем виртуальная машина, и требуют меньше времени для запуска, что позволяет запускать гораздо больше контейнеров на той же вычислительной мощности, что и одна виртуальная машина. Это повышает эффективность сервера, сокращая затраты на сервер и лицензирование.
• Простота управления: Платформа оркестрации контейнеров автоматизирует установку, масштабирование и управление контейнерными рабочими нагрузками и службами. Платформы оркестрации контейнеров могут упростить задачи управления, такие как масштабирование контейнерных приложений, развертывание новых версий приложений, а также обеспечение мониторинга, ведения журналов и отладки, среди прочих функций. Kubernetes, возможно, самая популярная доступная система оркестрации контейнеров, представляет собой технологию с открытым исходным кодом (первоначально открытая для Google, основанная на их внутреннем проекте под названием Borg), которая изначально автоматизирует функции контейнера Linux. Kubernetes работает со многими механизмами контейнеров, такими как Docker, но также работает с любой контейнерной системой, которая соответствует стандартам Open Container Initiative (OCI) для форматов образов контейнеров и сред выполнения.
• Безопасность: Изоляция приложений как контейнеров по своей сути предотвращает воздействие вредоносного кода на другие контейнеры или хост-систему. Кроме того, можно определить разрешения безопасности, чтобы автоматически блокировать нежелательные компоненты от входа в контейнеры или ограничивать обмен данными с ненужными ресурсами.

Вы можете изучить некоторые другие преимущества контейнеров и контейнеризации, о которых сообщают разработчики и ИТ-руководители, с помощью интерактивного инструмента ниже:

Загрузите полный отчет:  Контейнеры на предприятии   (PDF, 1,4 МБ)

Типы контейнеризации

контейнерная технология и подход к упаковке программного кода. Инициатива Open Container Initiative (OCI), созданная в июне 2015 года компанией Docker и другими лидерами отрасли, продвигает общие, минимальные, открытые стандарты и спецификации контейнерных технологий. По этой причине OCI помогает расширить выбор движков с открытым исходным кодом. Пользователи не будут привязаны к технологии конкретного поставщика, а скорее смогут воспользоваться преимуществами технологий, сертифицированных OCI, которые позволяют им создавать контейнерные приложения с использованием разнообразного набора инструментов DevOps и последовательно запускать их в инфраструктуре (инфраструктурах) их выбор.

Сегодня Docker — одна из самых известных и широко используемых технологий контейнерного движка, но это не единственный доступный вариант. Экосистема стандартизирует containerd и другие альтернативы, такие как CoreOS rkt, Mesos Containerizer, LXC Linux Containers, OpenVZ и crio-d. Функции и значения по умолчанию могут различаться, но принятие и использование спецификаций OCI по мере их развития гарантирует, что решения не зависят от поставщика, сертифицированы для работы в нескольких операционных системах и могут использоваться в различных средах.

Микросервисы и контейнеризация

Крупные и малые компании-разработчики программного обеспечения используют микросервисы как превосходный подход к разработке приложений и управлению ими по сравнению с более ранней монолитной моделью, которая объединяет программное приложение с соответствующим пользовательским интерфейсом и базовой базой данных в единый модуль на односерверная платформа. С помощью микросервисов сложное приложение разбивается на ряд более мелких, более специализированных сервисов, каждый со своей собственной базой данных и собственной бизнес-логикой. Затем микросервисы взаимодействуют друг с другом через общие интерфейсы (например, API) и интерфейсы REST (например, HTTP). Используя микросервисы, команды разработчиков могут сосредоточиться на обновлении отдельных областей приложения, не затрагивая его в целом, что ускоряет разработку, тестирование и развертывание.

Концепции, лежащие в основе микросервисов и контейнеризации, схожи, поскольку оба являются методами разработки программного обеспечения, которые по существу преобразуют приложения в наборы небольших сервисов или компонентов, которые являются переносимыми, масштабируемыми, эффективными и простыми в управлении.

Более того, микросервисы и контейнеризация хорошо работают вместе. Контейнеры обеспечивают облегченную инкапсуляцию любого приложения, будь то традиционный монолит или модульный микросервис. Микросервис, разработанный в контейнере, получает все неотъемлемые преимущества контейнеризации — переносимость с точки зрения процесса разработки и совместимость с поставщиком (отсутствие привязки к поставщику), а также гибкость разработчика, изоляцию сбоев, эффективность сервера, автоматизацию процессов. установка, масштабирование и управление, а также уровни безопасности, среди прочего.

Современные коммуникации быстро перемещаются в облако, где пользователи могут быстро и эффективно разрабатывать приложения. Облачные приложения и данные доступны с любого устройства, подключенного к Интернету, что позволяет членам команды работать удаленно и в дороге. Поставщики облачных услуг (CSP) управляют базовой инфраструктурой, что экономит организации на стоимости серверов и другого оборудования, а также обеспечивает автоматическое резервное копирование сети для дополнительной надежности. Облачные инфраструктуры масштабируются по запросу и могут динамически регулировать вычислительные ресурсы, емкость и инфраструктуру по мере изменения требований к нагрузке. Кроме того, CSP регулярно обновляют предложения, предоставляя пользователям постоянный доступ к новейшим инновационным технологиям.

Контейнеры, микросервисы и облачные вычисления работают вместе, чтобы вывести разработку и доставку приложений на новый уровень, недостижимый при использовании традиционных методологий и сред. Эти подходы следующего поколения повышают гибкость, эффективность, надежность и безопасность жизненного цикла разработки программного обеспечения, что приводит к более быстрой доставке приложений и улучшений конечным пользователям и рынку.

Чтобы глубже погрузиться в микросервисы, посмотрите «Что такое микросервисы?» (6:38):

Безопасность

Контейнерные приложения по своей природе имеют определенный уровень безопасности, поскольку они могут работать как изолированные процессы и работать независимо от других контейнеров. Действительно изолированный, это может предотвратить воздействие любого вредоносного кода на другие контейнеры или вторжение в хост-систему. Однако уровни приложений внутри контейнера часто являются общими для всех контейнеров. С точки зрения эффективности использования ресурсов это плюс, но он также открывает двери для вмешательства и нарушений безопасности в контейнерах. То же самое можно сказать и об общей операционной системе, поскольку несколько контейнеров могут быть связаны с одной и той же операционной системой хоста. Угрозы безопасности для общей операционной системы могут повлиять на все связанные контейнеры, и, наоборот, нарушение целостности контейнера может привести к проникновению в операционную систему хоста.

А как насчет самого образа контейнера? Как приложения и компоненты с открытым исходным кодом, упакованные в контейнер, могут повысить безопасность? Поставщики контейнерных технологий, такие как Docker, продолжают активно решать проблемы безопасности контейнеров. Контейнеризация использует подход «безопасность по умолчанию», полагая, что безопасность должна быть присуща платформе, а не отдельно развернутому и настроенному решению. С этой целью ядро ​​контейнера поддерживает все свойства изоляции по умолчанию, присущие базовой операционной системе. Разрешения безопасности могут быть определены для автоматической блокировки входа нежелательных компонентов в контейнеры или для ограничения взаимодействия с ненужными ресурсами.

Например, пространства имен Linux помогают обеспечить изолированное представление системы для каждого контейнера; это включает в себя сеть, точки монтирования, идентификаторы процессов, идентификаторы пользователей, межпроцессное взаимодействие и настройки имени хоста. Пространства имен можно использовать для ограничения доступа к любому из этих ресурсов через процессы внутри каждого контейнера. Как правило, подсистемы, не поддерживающие пространства имен, недоступны из контейнера. Администраторы могут легко создавать и управлять этими «ограничениями изоляции» для каждого контейнерного приложения через простой пользовательский интерфейс.

Исследователи работают над дальнейшим усилением безопасности контейнеров Linux. Доступен широкий спектр решений для обеспечения безопасности, позволяющих автоматизировать обнаружение угроз и реагирование на них в рамках всего предприятия, отслеживать и обеспечивать соблюдение отраслевых стандартов и политик безопасности, обеспечивать безопасный поток данные через приложения и конечные точки и многое другое.

Узнайте о стратегии масштабирования безопасности контейнеров в организациях любого размера.

Виртуализация и контейнеризация

Контейнеры часто сравнивают с виртуальными машинами (ВМ), поскольку обе технологии обеспечивают значительную эффективность вычислений, позволяя запускать несколько типов программного обеспечения (на основе Linux или Windows) в одной среде. Однако контейнерная технология демонстрирует значительные преимущества по сравнению с виртуализацией и быстро становится технологией, которую предпочитают ИТ-специалисты.

Технология виртуализации позволяет нескольким операционным системам и программным приложениям работать одновременно и совместно использовать ресурсы одного физического компьютера. Например, ИТ-организация может использовать как Windows, так и Linux или несколько версий операционной системы вместе с несколькими приложениями на одном сервере. Каждое приложение и связанные с ним файлы, библиотеки и зависимости, включая копию операционной системы (ОС), упаковываются вместе как виртуальная машина. Несколько виртуальных машин, работающих на одной физической машине, позволяют добиться значительной экономии капитальных, эксплуатационных и энергетических затрат.

Дополнительные сведения о виртуализации см. в видеоролике «Виртуализация в 2019 году» и «Виртуализация: полное руководство».

Контейнеризация, с другой стороны, еще более эффективно использует вычислительные ресурсы. Контейнер создает единый исполняемый пакет программного обеспечения, который объединяет код приложения со всеми соответствующими файлами конфигурации, библиотеками и зависимостями, необходимыми для его запуска. Однако, в отличие от виртуальных машин, контейнеры объединяют , а не в копию ОС. Вместо этого механизм выполнения контейнеров устанавливается в операционной системе хост-системы, становясь каналом, через который все контейнеры в вычислительной системе используют одну и ту же ОС.

Как уже отмечалось, контейнеры часто называют «облегченными» — они совместно используют ядро ​​операционной системы машины и не требуют накладных расходов на привязку ОС к каждому приложению (как в случае с виртуальной машиной). Другие уровни контейнеров (общие корзины и библиотеки) также могут совместно использоваться несколькими контейнерами, что делает контейнеры изначально меньшими по емкости, чем виртуальная машина, и ускоряет запуск. Затем несколько контейнеров могут работать с той же вычислительной мощностью, что и одна виртуальная машина, что еще больше повышает эффективность сервера и еще больше снижает затраты на сервер и лицензирование.

Контейнеризация и IBM Cloud

Короче говоря, виртуализация устраняет необходимость в целом сервере для одного приложения. Контейнеризация устраняет необходимость в полной ОС для каждого приложения. Портативность, маневренность, изоляция сбоев, простота управления и безопасность являются одними из преимуществ использования технологии контейнеризации.

Корпоративная контейнерная платформа обеспечивает оркестрацию нескольких общедоступных и частных облаков, чтобы унифицировать ваши среды для повышения эффективности бизнеса и операционной деятельности. Это ключевой компонент стратегии открытого гибридного облака, который позволяет вам избежать привязки к поставщику, создавать и запускать рабочие нагрузки в любом месте с согласованностью, а также оптимизировать и модернизировать все свои ИТ.

Сделайте следующий шаг:

• Разверните высокодоступные, полностью управляемые кластеры Kubernetes с помощью Red Hat OpenShift в IBM Cloud, управляемой службы OpenShift, которая использует корпоративный масштаб и безопасность IBM Cloud для автоматизации обновлений, масштабирования и выделения ресурсов.
• Развертывайте и запускайте приложения в локальных средах, периферийных вычислениях и общедоступных облачных средах от любого поставщика с помощью IBM Cloud Satellite, управляемого распределенного облачного решения
• Упростите и консолидируйте свои озера данных, беспрепятственно развертывая корпоративное хранилище с поддержкой контейнеров в локальных и общедоступных облачных средах с помощью гибридных облачных хранилищ IBM
• Упростите сложное управление гибридными ИТ с помощью управляемых услуг IBM Cloud.

Начните работу с учетной записью IBM Cloud сегодня.

Что такое контейнеризация?

Введите ключевые слова

Свяжитесь с нами

Select a language

• 简体中文
• English
• Français
• Deutsch
• Italiano
• 日本語
• 한국어
• Português
• Español

Добро пожаловать,

Войдите в свою учетную запись Red Hat

Войдите в систему

Ваша учетная запись Red Hat дает вам доступ к вашему профилю участника и предпочтениям, а также к следующим услугам в зависимости от вашего статуса клиента:

Зарегистрируйтесь сейчас

Еще не зарегистрированы? Вот несколько причин, по которым вам это нужно:

• Просматривайте статьи базы знаний, управляйте обращениями в службу поддержки и подписками, загружайте обновления и многое другое из одного места.
• Просмотр пользователей в вашей организации и изменение информации об их учетных записях, предпочтениях и разрешениях.
• Управляйте своими сертификатами Red Hat, просматривайте историю экзаменов и загружайте логотипы и документы, связанные с сертификацией.

Редактировать свой профиль и предпочтения

Ваша учетная запись Red Hat дает вам доступ к вашему профилю участника, предпочтениям и другим услугам в зависимости от вашего статуса клиента.

В целях безопасности, если вы находитесь на общедоступном компьютере и завершили использование служб Red Hat, обязательно выйдите из системы.

Выход

Логин аккаунта

Контейнеризация — это объединение программного кода со всеми его необходимыми компонентами, такими как библиотеки, фреймворки и другие зависимости, чтобы они были изолированы в своем собственном «контейнере».

Это делается для того, чтобы программное обеспечение или приложение внутри контейнера можно было перемещать и последовательно запускать в любой среде и на любой инфраструктуре, независимо от этой среды или операционной системы инфраструктуры. Контейнер действует как своего рода пузырь или вычислительная среда, окружающая приложение и сохраняющая его независимость от своего окружения. По сути, это полнофункциональная и портативная вычислительная среда.

Контейнеры — это альтернатива написанию кода на одной платформе или операционной системе, что затрудняет перемещение их приложения, поскольку код может быть несовместим с новой средой. Это может привести к багам, ошибкам и сбоям, которые необходимо исправить (что означает увеличение времени, снижение производительности и большое разочарование).

Упаковав приложение в контейнер, который можно перемещать между платформами и инфраструктурами, это приложение можно использовать везде, где вы его перемещаете, поскольку в нем есть все необходимое для успешной работы.

Идея изоляции процессов витала в воздухе уже много лет, но когда Docker представил Docker Engine в 2013 году, он установил стандарт использования контейнеров с инструментами, которые были просты в использовании для разработчиков, а также с универсальным подходом к упаковке, который затем ускоренное внедрение контейнерных технологий. Сегодня разработчики могут выбирать из множества платформ и инструментов контейнеризации, таких как Podman, Buildah и Skopeo, которые поддерживают стандарты Open Container Initiative, разработанные Docker.

«Легкость» или характеристика переносимости контейнеров обусловлена ​​их способностью совместно использовать ядро ​​операционной системы хост-компьютера, что устраняет необходимость в отдельной операционной системе для каждого контейнера и позволяет приложению работать одинаково в любой инфраструктуре — на «голом железе», облаке — даже внутри виртуальных машин (ВМ), как мы увидим в следующем разделе.

Точно так же разработчики могут использовать одни и те же инструменты при работе с контейнерами в одной хост-среде и в другой, что значительно упрощает разработку и развертывание контейнерных приложений в операционных системах.

Виртуальная машина (ВМ) — это виртуальная среда, функционирующая как виртуальная компьютерная система с собственным ЦП, памятью, сетевым интерфейсом и хранилищем, созданная на физической аппаратной системе (расположенной вне или локально).

Контейнеризация и виртуализация схожи тем, что обе они позволяют полностью изолировать приложения, чтобы они могли работать в нескольких средах. Основные отличия заключаются в размере и портативности.

ВМ являются более крупными из двух, обычно измеряются гигабайтами и содержат собственную ОС, что позволяет им выполнять несколько ресурсоемких функций одновременно. Увеличение ресурсов, доступных виртуальным машинам, позволяет им абстрагировать, разделять, дублировать и эмулировать целые серверы, операционные системы, рабочие столы, базы данных и сети.

Контейнеры намного меньше, обычно измеряются мегабайтами и не содержат ничего большего, чем приложение и его рабочую среду.

Там, где виртуальные машины хорошо работают с традиционной монолитной ИТ-архитектурой, контейнеры были созданы для совместимости с новыми и появляющимися технологиями, такими как облака, CI/CD и DevOps.

Подробнее

Контейнеры часто используются для упаковки отдельных функций, выполняющих определенные задачи, что называется микрослужбой. Микросервисы — это разбиение частей приложения на более мелкие, более специализированные сервисы. Это позволяет разработчикам сосредоточиться на работе над определенной областью приложения, не влияя на общую производительность приложения.

Это означает, что приложения остаются в рабочем состоянии, пока производятся обновления или устраняются проблемы, что позволяет быстрее улучшать, тестировать и развертывать.

Микрослужбы и контейнеры хорошо взаимодействуют друг с другом, поскольку микрослужба в контейнере обладает всеми переносимостью, совместимостью и масштабируемостью контейнера.

Как теперь управлять всеми этими контейнерами? Вот где вступает в действие оркестрация контейнеров. Оркестрация контейнеров — это автоматизация развертывания, управления, масштабирования и объединения контейнеров в сеть.

Kubernetes — это платформа оркестрации контейнеров с открытым исходным кодом, которая помогает управлять распределенными контейнерными приложениями в больших масштабах. Вы сообщаете Kubernetes, где вы хотите, чтобы ваше программное обеспечение работало, и платформа позаботится почти обо всем, что нужно для развертывания ваших контейнеров и управления ими.

Kubernetes изначально разрабатывался и проектировался инженерами Google — одного из первых участников контейнерной технологии Linux — до того, как он был передан в дар Cloud Native Computing Foundation (CNCF) в 2015 году. Это означает, что CNCF является организацией, ответственной за поддержку сообщество Kubernetes, а добровольцы и администраторы отвечают за разработку, обслуживание и выпуски Kubernetes.

Red Hat была одной из первых компаний, которая работала с Google над Kubernetes — еще до запуска — и с тех пор стала вторым ведущим участником проекта Kubernetes.

Red Hat OpenShift — это Kubernetes для предприятий. Это программный продукт, который включает в себя компоненты проекта управления контейнерами Kubernetes, но добавляет функции производительности и безопасности, которые важны для крупных компаний.