Контейнеры (в IT)

Контейнеризация – уникальная технология легковесной виртуализации и изоляции ресурсов, осуществляемая на уровне операционных систем. Данный метод подразумевает запуск приложений и необходимой им системной библиотеки в полностью стандартизованных контейнерах, которые соединяются с хостами или другими внешними ресурсами посредством специального интерфейса.

Каждый компонент, который участвует в запуске приложений, упаковывается в виде определённого образа и может использоваться многократно. Приложения в контейнерах работают в изолированных средах, а для их функционирования используется минимум ресурсов процессоров или памяти дисков хостовых операционных систем.

Основные отличия контейнеров от виртуальных машин

Специалисты выделяют два вида виртуализации, которые подразумевают уникальный подход в создании независимого изолированного вычислительного пространства на одной физической машине: создание виртуальных контейнеров или виртуальных машин с помощью гипервизоров.

При создании машин с помощью гипервизоров для всех виртуальных машин используются собственные гостевые операционные системы, а в случае создания виртуальных контейнеров все контейнеры создаются и функционируют за счёт ядра операционной системы хоста.

Машины с гипервизорами позволяют создавать неоднородные вычислительные среды на одном компьютерном оборудовании, а при контейнеризации создаются только однородные вычислительные среды.

Так как виртуальная машина эмулирует отдельную ОС, она требует использования большего количества ресурсов, например, оперативной памяти и места на диске. По сравнению с ВМ контейнеры являются более «лёгкими» – для создания и функционирования они требуют десятки или сотни МБ «физической» памяти жёсткого диска. Конечно, для некоторых целей более целесообразно применять виртуальные машины, но в большинстве случаев по производительности и быстродействию выигрывает технология контейнеризации.

Применение, преимущества и недостатки контейнеров

При изменении рабочей среды любого приложения может обнаруживаться множество проблем. Например, трудности могут быть связаны с запуском рабочего кода в тестовом режиме в процессе разработки программ. Причиной изменения среды могут являться как вычислительные ресурсы, так и параметры сетей (топология, политика безопасности и многие другие характеристики).

Решение о применении контейнеризации можно принять, основываясь на преимуществах и недостатках технологии. К плюсам применения контейнеров для создания и запуска приложений можно отнести:

  • Производительность среды. Самым главным преимуществом использования технологии является то, что они могут создаваться в сотни раз быстрее, чем наиболее «лёгкий» экземпляр виртуальной машины. Небольшой объём используемой «физической» памяти также требует меньших накладных расходов в плане производительности «железа».
  • Лёгкость управления. Благодаря простоте управления можно быстро отслеживать работу конкретных версий, различия между несколькими контейнерами и т. д. Все контейнеры могут рассматриваться в качестве отдельных микросервисов, поэтому они могут независимо обновляться, не вызывая проблемы с синхронизацией.
  • Переносимость вычислительной среды. Каждый контейнер инкапсулирует (упаковывает) все данные и функции, включая сведения о приложениях и самой операционной системе, которые необходимы для запуска. Благодаря этому образы контейнеров можно переносить из одних рабочих сред в другие.
  • Тип стандартизации. Почти все контейнеры создаются в соответствии с открытыми стандартами, поэтому их функционирование может осуществляться в любом основном дистрибутиве Linux, Windows или MacOS.
  • Повышенную изолированность. Технология контейнеризации подразумевает изолированность процессов одного контейнера от других. Благодаря этому любые обновления или изменения не оказывают никакого влияния на работу других контейнеров.

Помимо явных преимуществ, технология контейнеризации имеет и некоторые недостатки:

  • Более сложная структура. Работа большого количества контейнеров с каким-либо приложением повышает сложность их функционирования. Это связано с тем, что каждый контейнер требует отдельного управления, что довольно сложная задача в производственных средах. Но этот недостаток можно минимизировать, используя специальные инструменты для одновременного управления множеством контейнеров — оркестраторы. Отличным вариантом являются инструменты Kubernetes и Mesos. Ещё одна трудность связана со способом инкапсуляции. Обычно в контейнерное пространство «пакуются» большие объёмы ресурсов, чем требуется для фактического использования, из-за чего образ разрастается и увеличивается размер контейнера.
  • Работа на платформе Native Linux. Почти все контейнерные технологии (Docker и др.) функционируют на основе Linux-контейнеров (LXC). Из-за этого применение технологии контейнеризации на операционной системе Microsoft является немного «неуклюжим» процессом, а при их ежедневном использовании могут возникать сложности (если сравнивать с первоначальным запуском тех же экземпляров на ОС Linux).
  • Незрелость. Контейнеризация является относительно новой технологией. Поэтому если при создании и запуске приложений в рабочей среде вдруг будут возникать проблемы, для выявления их причин и определения способов их решения необходимо затратить некоторое время.

Технологии контейнеризации

Контейнеризация относится к программным технологиям, при которой инкапсуляция компьютерных программ осуществляется из базовых ОС, на которых они выполняются. Полностью виртуализованные приложения не устанавливаются с традиционной точки зрения, хотя они всё равно выполняются таким же образом. Приложения выполняются так, будто бы они напрямую взаимодействуют с ОС и используют все ресурсы, которые находятся под управлением системы, при этом они могут быть изолированы в различной степени.

Различные типы приложений можно устанавливать, настраивать и запускать таким же образом, как в случае с запуском приложений на операционной системе хостов. При этом ресурсы, которые назначены контейнерам, видны только им. Чтобы создать контейнеры, используются различные технологии: Linux XC и VServer, Solaris Zone, OpenVZ, FreeBSD Jail.

В целом контейнеры приложений осуществляют упаковку и запуск служб одного процесса или выполняются в виде нескольких сервисов. Примером контейнерных технологий являются системы Docker и Rocket.

Сервис работы с контейнерами от ATLEX предоставляет инструменты для компоновки, развертывания, организации и управления контейнерами Docker на базе Kubernetes для приложений, созданных специально для облака (cloud-native applications).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Для реализации основных услуг и функций нашего сайта, а также для сбора данных о том, как посетители взаимодействуют с нашими сайтом, продуктами и услугами, мы применяем различные инструменты, включая файлы cookie. Нажимая «Принять», вы соглашаетесь с текущими правилами и условиями использования сайта и даете разрешение на использование этих данных. В противном случае, пожалуйста, покиньте сайт.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: