Обзор технологии контейнеризации
Слыша слово «контейнер», мы в первую очередь представляем собой металлический блок, предназначенный для грузовых перевозок товаров. Это оказалось очень удобно, снизилась порча и потеря части транспортируемых грузов. И такая идея контейнеризации получила применение и в IT-индустрии для работы с приложениями и программами в виртуальной среде. Что же представляет собой данная технология? В чем же особенности и отличия от виртуальных машин? Какие преимущества и недостатки у нее есть?
Чем контейнер отличается от виртуальной машины
Начнем с того, что такое контейнер и откуда появилась данная технология. Ее прародителем считается виртуализация, то есть возможность запускать на одном реальном устройстве несколько операционных систем. Для работы она задействует память, элементы ввода/вывода, процессор и другие ресурсы ПК, но работает как обособленное устройство на собственной операционной системе. Чтобы войти в такую среду разработчику необходимо было установить специальную программу – виртуальную машину.
Виртуализация способна изолировать отдельные операционные системы, распределяя между ними ресурсы. Особенно удобным такое решение было при тестировании новых компьютерных программ. Но, при всех своих достоинствах, виртуализация имеет и несколько существенных недостатков. В частности, на первых этапах создания новых приложений невозможно спрогнозировать потенциальные проблемы с архитектурой операционки определенного компьютера. И, чтобы выявить все эти проблемы приходится проводить несколько циклов тестирования, вносить корректировки и снова проверять. Но при этом существует риск повредить основную ОС, что повлечет за собой еще больше проблем и дополнительных работ.
Чтобы не нанести вред операционной системе, специалисты создавали новую виртуальную среду. Специально для выполнения тестирований в ней. Изоляция сервиса позволяет проводить любые эксперименты, не провоцируя появления ошибок и сбоев в основной ОС. Но в реализации все это оказалось не очень простым. В результате доработок, направленных на совершенствование виртуализации, и появилась контейнеризация. Получается, что это та же виртуализация, только работает в ядре операционной системы (ядро – центральный компонент ОС, управляющий всеми ресурсами ПК на уровне приложений).
То есть контейнеры – это файлы, перемещаемые на виртуальный диск и предназначаемые для хранения приложений со всеми компонентами, которые потребуются для его работы. Речь идет о среде запуска, библиотеке, системном инструментарии, базой настроек. Ядро может поддерживать несколько таких контейнеров. Каждый из них запускается специальной программой, называемой «движком» при помощи API-обращений.
Говоря об отличиях виртуальных машин и контейнеров, стоит выделить:
- Способ работы и управления. Виртуальные машины работают с собственными дополнительными ОС и позволяют создавать неоднородную среду вычислений. Контейнеры же привязаны к ядру хостовой операционки. Среда вычислений в них может быть только однородной.
- Размеры. В виртуальных машинах они составляют гигабайты, ведь они должны включать дополнительную (гостевую) ОС. Размер контейнеров измеряется мегабайтами, то есть они более «легкие».
- Производительность. Виртуальные машины требуют достаточно много времени для загрузки операционки и запуска приложения. Контейнеры же запускаются в доли секунды.
Чтобы выбрать правильное решение, необходимо исходить из задач, которые эти виртуальные системы призваны решить.
Преимущества и недостатки контейнеров
Как показывает практика, при изменении среды приложений часто обнаруживаются проблемы, существовании которых ранее и не предполагалось. В частности, происходит это при запуске кода в процесс тестирования оборудования. Изменения могут относиться и к вычислительным ресурсам, и к самим сетям. Отличатся может топология сети, политика безопасности и ряд других моментов. Все это накладывает свой отпечаток на рабочие моменты при использовании виртуальных контейнеров.
Преимущества контейнеров
К ТОП-5 преимуществ, присущих контейнерам относят:
- Гибкость среды. Виртуальный контейнер создается в разы быстрее виртуальных машин. Этому способствует небольшой вес, размер, минимальные запросы по производительности. Они не только устанавливаются быстрее, но и загружаются практически мгновенно.
- Высокий уровень производительности. Отсутствие межсетевых конфликтов и зависимости в разы повышает эффективность работы специалистов. Контейнер – индивидуален и автономен. А это значит каждый из них можно обновлять по отдельности, без синхронизации.
- Стандартизированные решения. Большая часть контейнеров разрабатывается на основании установленных стандартов. А это значит, что их можно использовать в любых операционных системах. Высоким спросом пользуется контейнер Linux, Microsoft и пр. Наличие опции отслеживания версий позволяет сравнить разные варианты.
- Возможность переноса среды вычислений. Основные инструменты, используемые для запуска приложений, идут отдельными блоками, что существенно упрощает переносы контейнеров из одной рабочей среды в другую. Один и тот же образ без изменений можно использовать в Windows/Linux либо dev/test/stage.
- Повышенная безопасность. Все процессы, реализуемые в одном контейнере не связаны ни с другими контейнерами, ни с базовой инфраструктурой. То есть все корректировки, дополнения, обновления, выполненные в нем, не будут влиять на другие контейнеры.
Недостатки контейнеров
Как и любые другие технологии, в том числе и в сфере виртуальных разработок, наряду с существенными преимуществами контейнеризации имеет и свои недостатки:
- Сложность в работе. Особенно это актуально для систем, использующих несколько контейнеров. И чем больше их, тем более сложной будет работа. Особенно это актуально для продуктов, применяющихся в производственной среде. Для упрощения рабочих задач рекомендуется использовать дополнительный инструментарий, в частности Kubernetes и Mesos.
- Снижение удобства и эффективности работы. Пользователи вместо того, чтобы сформировать несколько отдельных контейнеров, зачастую закидывают в один гораздо больше данных, чем следовало бы. В результате увеличивается его вес, разрастается образ, что негативно сказывается на быстроте и удобстве работы.
- Ограничения в архитектуре. Каждый контейнер создается под определенную архитектуру. Если его создать в Linux, то здесь лучше и работать. При необходимости его можно будет перенести и в Windows, но функционировать он будет несколько некорректно. Задача усложняется еще и тем, что большинство современных продуктов – это контейнер Linux. И даже для того же Windows уже сложно подобрать подходящее решение, не говоря уже о менее распространенных ОС.
- Молодость. Речь идет о достаточно новой технологии, которая только набирает обороты популярности. А это значит, что пока еще мало и специалистов в данной области. То есть если в рабочем процессе возникнут сложности, устранить их не всегда получится быстро.
- Сомнительная безопасность. Для распространения контейнеризации преимущественно применяются публичные хранилища. Если вы попадете на репозиторий злоумышленника, есть риск заразить свой сервер. А так как контейнер размещается непосредственно в ядре, то зараженный элемент может уничтожить и основную ОС ПК.
Но большинство этих недостатков необъективные. Избежать многих проблем поможет ответственный подход к работе.
Основные виды контейнеров
Для решения разносторонних задач создано несколько видов контейнеров:
- Системные. Самые простые и «старые». Схожи с виртуальными машинами. Применяются для хранения ОС и одновременного запуска нескольких процессов. Нашли применение в традиционных и монолитных софтах. В последних может храниться и инструментарий, и архитектура, и конфигурации.
- Приложений. Это так называемый контейнер программирование – в нем выполняется только один процесс. Достаточно новый вариант, разработанный под микросервисы, масштабируемые по горизонтали. Подходят для любых неизмененных инфраструктур.
- Сертифицированные. Это управляемые контейнеры, созданные заранее для решения определенных задач. Управляются программными стеками, создают гибкие топологии с рабочим приложением, могут использоваться как база данных, балансировщик нагрузки. Наиболее популярное на сегодня решение.
- Кастомные. В сравнении с предыдущим вариантом предоставляют доступ к большому количеству программных стеков. Пользователи могут подбирать подходящие для себя решения как в публичных, так и в частных реестрах. Но здесь уже не проводились столь тщательные тестирования, как в предыдущих вариантах, то есть совместимость внутри ПО и стабильность работы не гарантированы.
Заключение
Контейнеризация – перспективное направление, которое может использовать для решения всевозможных производственных задач. По многим параметрам она превосходит виртуальные машины. Но технология достаточно новая и мало кому известна в совершенстве. А это значит, что могут возникнуть проблемы как на этапе создания, так и в процессе эксплуатации контейнеров. И избежать их, обеспечить стабильную и удобную работу поможет только профессиональный подход. Поэтому компетентной помощью от специалистов «Xelent» пренебрегать не стоит. Более подробно как о самой передовой технологии, так и об особенностях сотрудничества можно узнать у менеджеров компании. Для связи с ними воспользуйтесь формой обратной связи или телефоном.
