Containerización en DevOps: todo lo que necesita saber

La contenedorización permite a las empresas virtualizar el sistema operativo e instalar aplicaciones en regiones aisladas denominadas contenedores.

La contenedorización es una forma moderna de crear aplicaciones.

Vamos a sumergirnos en cómo el sistema heredado y su arquitectura se toparon con un obstáculo hasta el punto de que la gente empezó a citar: "¡Mi código no funciona; no sé por qué! El código funciona, ¡pero no sé por qué!".

A medida que la aplicación crecía, la definición de aplicación pasó de ser un simple trozo de código a un conjunto de código, binarios, configuraciones y un entorno de ejecución.

Imaginemos una situación en la que nos hemos encontrado con frecuencia en nuestros primeros días. En el portátil, el desarrollador ha desarrollado un código Java 8. El mismo código no funcionaba en un servidor web/VM. Después de mucho solucionar problemas, se descubrió que la versión de Java del servidor era JDK11.

¿Confuso?

El código seguía siendo el mismo, pero el software que lo soportaba tenía una configuración diferente. Por culpa de algo pequeño, los desarrolladores se metieron en muchos problemas. Lo mismo puede decirse al transferir un fragmento de código de Linux al sistema operativo Windows.

La sobrecarga de gestión, la escalabilidad y la rentabilidad de los sistemas heredados condujeron a la adopción de la computación en nube, en la que la carga de trabajo se alojaba en máquinas virtuales proporcionadas por diversos proveedores de nubes. Eso no es otra cosa que virtualización.

La virtualización, en términos sencillos, consiste en varios sistemas operativos (SO) en un único servidor/VM proporcionado por el proveedor de la nube/centro de datos. Virtualización aísla las aplicaciones sin necesidad de hardware físico ni de saber qué contienen.

Sin embargo, esta arquitectura tampoco resistió el paso del tiempo, y llegó la contenedorización.

La contenedorización se centra en dividir los sistemas operativos en trozos que puedan utilizarse de forma más eficiente al disponer de su SO. Se trata de un pequeño mini entorno que ejecuta código de aplicación sin preocuparse por el sistema operativo o el hardware que se ejecuta en la VM.

Ahora, hablemos de la contenedorización en detalle.

¿Qué es la contenedorización?

La contenedorización es un tipo de virtualización del sistema operativo en el que todos los componentes de la aplicación, incluido el entorno, es decir, el sistema operativo en el que se ejecutará, se empaquetan en un espacio aislado en la máquina virtual llamado contenedores. El sistema operativo subyacente para estos contenedores es el mismo, pero tienen el suyo propio como parte de su configuración.

Los contenedores no son sistemas extensos y pesados. Por el contrario, son pequeños, portátiles y fáciles de ejecutar o configurar. Cuando un desarrollador contenedoriza una aplicación, el contenedor se separa del sistema operativo anfitrión y tiene acceso limitado a los recursos del sistema, como un ligero máquina virtual. La aplicación en contenedores puede ejecutarse en diferentes infraestructuras, como metal desnudo, la nube o máquinas virtuales, sin tener que reescribirse.

¿Cómo funciona la tecnología de contenedores?

La contenedorización funciona colocando todas las piezas que necesita una aplicación en una única unidad virtual.

La contenedorización permite a los desarrolladores agrupar el código de la aplicación con sus archivos de configuración, dependencias y bibliotecas. Separa ese único paquete de software (el contenedor) del sistema operativo anfitrión. El empaquetado permite que el contenedor sea independiente y portátil, de modo que pueda ejecutarse sin problemas en cualquier plataforma o nube. Considéralo como una pequeña pieza de lego de un tablero de lego.

Sin embargo, los contenedores no utilizan directamente los recursos de hardware o kernel que están virtualizados. Los contenedores no se preocupan por el sistema operativo que se ejecuta en las máquinas virtuales.

En su lugar, los contenedores se ejecutan "encima" de una plataforma diseñada específicamente para manejar contenedores y ocultar los recursos subyacentes. Los contenedores son superiores a alternativas como las máquinas virtuales y los servidores bare metal en cuanto a velocidad y tamaño porque sólo comprenden los componentes y dependencias más importantes de una aplicación. También permiten ejecutar la misma aplicación en varios contextos sin tener que lidiar con los problemas asociados.

Containerización frente a virtualización

Las personas que no están muy versadas en el ciclo de vida de las aplicaciones no siempre conocen la diferencia entre la contenedorización, que realiza software como Docker, y la virtualización tradicional de servidores (lo que hacen hipervisores como HyperV y habilitar VMware ESXi). Sin embargo, esto es lo que hace la diferencia:

En la virtualización de servidores, el hardware se oculta y se ejecuta un sistema operativo sobre él. La contenedorización es una forma de ejecutar una aplicación sobre un sistema operativo. La virtualización depende del sistema operativo anfitrión subyacente, pero no se preocupa del hardware a menos que tenga suficientes recursos. He aquí una lista completa de las diferencias.

Capas de contenedorización

Infraestructura de hardware: La base de cada aplicación es una colección de recursos tangibles que pueden utilizarse de forma productiva. Para que los contenedores funcionen correctamente, estos recursos deben estar presentes. Pueden estar ejecutándose en un ordenador portátil o en uno de los muchos centros de datos conectados a la nube.

Sistema operativo anfitrión: Tras la capa de hardware viene la siguiente: el sistema operativo anfitrión. Al igual que con la capa de hardware, esto puede ser tan sencillo como instalar Windows o *nix en cualquier ordenador personal, o podría ser gestionado en su totalidad por un proveedor de servicios en la nube.

El motor de contenedores: Aquí es donde las cosas empiezan a tomar un giro apasionante: el motor de contenedores. Los motores de contenedores son software que se instala sobre el sistema operativo del host y se encarga de virtualizar los recursos que necesitan las aplicaciones en contenedores.

Esta capa es la más fácil de comprender cuando Docker se ejecuta en un ordenador. Esta capa garantiza que el contenedor esté en funcionamiento y gestiona su ciclo de vida general.

Contenedores: Las aplicaciones en contenedores son fragmentos de código que incluyen todas las bibliotecas, los binarios y los parámetros de configuración que una aplicación necesita para ejecutarse. Los contenedores también se conocen como contenedores Docker. Una aplicación que ha sido contenedorizada opera como su proceso en el "espacio de usuario", que es distinto del núcleo del sistema operativo.

Ventajas de la contenedorización

Portabilidad: La gente se queja de que una aplicación funciona bien en un entorno (por ejemplo, staging) pero no en otro. Es un dilema DevOps. Normalmente, el problema es una diferencia de entorno. Tal vez se actualizó una dependencia. Las mismas imágenes de contenedor, incluidas las dependencias, pueden ejecutarse en todas partes con la contenedorización.

Rápido: Los contenedores arrancan más rápido que las máquinas virtuales o los servidores bare metal. Los contenedores arrancan en segundos, mientras que las máquinas virtuales tardan minutos, en función de los recursos y el tamaño de la aplicación.

Recursos eficientes: Los contenedores son más eficientes que las máquinas virtuales, ya que sólo incluyen archivos específicos de la aplicación. Las máquinas virtuales ocupan gigabytes, mientras que los contenedores ocupan megabytes. Los contenedores permiten a los equipos utilizar los recursos del servidor de forma eficiente.

Simplicidad de implantación y desarrollo: Los contenedores portátiles pueden utilizarse en cualquier lugar. Las aplicaciones en contenedores son rápidas, pequeñas y fáciles de desplegar.

La contenedorización permite a su equipo crear la misma imagen localmente y en producción. Las aplicaciones en contenedores pueden reducir las situaciones en las que algo funciona en una ubicación pero no en otra. CI/CD tuberías apoyan la construcción de contenedores. Estas ventajas mejoran la productividad del equipo.

Solución de problemas: La contenedorización aísla y separa las aplicaciones. El fallo de un contenedor no afecta a la funcionalidad de los demás. Los equipos de desarrollo pueden identificar y reparar un contenedor defectuoso sin afectar a los demás. El motor de contenedores puede utilizar el control de acceso SELinux para encontrar y aislar los problemas de los contenedores.

Seguridad: La contenedorización de programas impide que el malware dañe otras aplicaciones o el sistema anfitrión. Los permisos de seguridad especificados se establecen para impedir que componentes no deseados entren en otros contenedores o limiten las comunicaciones.

Manejabilidad: Automatizar cargas de trabajo y servicios en contenedores mediante un contenedor orquestación plataforma. La orquestación de contenedores simplifica las tareas de administración, incluido el lanzamiento de nuevas versiones de aplicaciones, el escalado de programas en contenedores y la supervisión, registro y depuración.

Continuidad: El fallo de un contenedor no afectará a los demás. Los desarrolladores pueden arreglar un contenedor sin afectar a los demás. La contenedorización garantiza la continuidad operativa.

Conclusión

La contenedorización es un concepto reciente de desarrollo de software que se hará más eficiente con el tiempo. Sus defensores creen que ayuda a los desarrolladores a crear y desplegar software y aplicaciones de forma más rápida y segura.

A medida que los ecosistemas de contenedorización maduran y crecen, los participantes del sector esperan que los precios bajen. Sin embargo, el problema de la operación está resuelto, pero la sobrecarga de mantenimiento con tantos entornos minúsculos pasa a un segundo plano. Lo siguiente en importancia para la contenerización es la orquestación.

Las aplicaciones modernas no se detendrán aquí. Kubernetes es la próxima gran novedad en materia de contenedores y microservicios. Kubernetes facilita el escalado y la gestión de instalaciones de contenedores. K8s gestiona despliegues de contenedores mayores que Docker o LXC. K8s es una herramienta muy popular para la gestión de contenedores.

Ahora que el contenedor es cosa del pasado, la recomendación general es dar el salto a los K8.