Como funciona a conteinerização: benefícios, casos de uso etc.

O que é conteinerização?

Conteinerização é um processo de implementação de software que empacota aplicações com todas as bibliotecas, arquivos, configurações e binários necessários para executá-los em uma imagem executável. Isso isola as aplicações e permite que elas sejam executadas, compartilhando apenas o kernel do sistema operacional com a máquina host. A conteinerização permite que os desenvolvedores criem um único pacote de software que pode ser executado em vários dispositivos ou sistemas operacionais. Uma aplicação em container “simplesmente funcionará” porque não depende do usuário para fornecer acesso aos arquivos necessários para operar. Tudo o que ele precisa já vem pré-embalado. A conteinerização oferece aumentos em portabilidade, escalabilidade e eficiência de recursos, além de fornecer uma alternativa que consome menos recursos do que máquinas virtuais (VMs), ao mesmo tempo em que aborda muitas de suas desvantagens.

Como funciona a conteinerização?

Uma versão simplificada da conteinerização de uma aplicação de software inclui as três fases a seguir:

1. Desenvolver. No estágio de desenvolvimento, quando um desenvolvedor confirma o código-fonte, ele define as dependências de uma aplicação em um arquivo de imagem de container. Como a configuração do container é armazenada como código, ela é altamente compatível com o gerenciamento tradicional de código-fonte. Os arquivos de imagem de container geralmente são armazenados junto com o código-fonte da aplicação, tornando a conteinerização tão simples em alguns casos quanto adicionar um arquivo de imagem e todas as dependências associadas ao código-fonte.
2. Construir. Na fase de construção, a imagem é publicada em um repositório de containers, onde é versionada, marcada e tornada imutável. Esta é a etapa que essencialmente cria um container. Depois que uma aplicação inclui um arquivo de imagem e é configurado para instalar e extrair as dependências necessárias para uma imagem, ele está pronto para ser materializado e armazenado. Isso pode ser feito localmente ou em um repositório online, onde pode ser referenciado e baixado.
3. Implementar. No estágio de implementação, uma aplicação em container é implementada e executada localmente, em pipelines de integração contínua/entrega contínua (CI/CD) ou ambientes de teste, em preparação ou em um ambiente de produção. Uma vez acessível por um ambiente, a imagem representa um executável e pode ser executada.

Embora existam muitas tecnologias de conteinerização e métodos e plataformas de orquestração de containers diferentes para escolher, a Open Container Initiative trabalha para definir padrões e especificações do setor para tempos de execução e imagens de containers. As organizações devem avaliar cuidadosamente as tecnologias disponíveis antes da adoção para determinar qual é a mais adequada para elas.

Orquestração de containers

A orquestração de containers é a automação do processo de provisionamento, implementação, escalonamento, balanceamento de carga e gerenciamento de aplicações em containers. Ela reduz a possibilidade de erro do usuário e aumenta a eficiência do desenvolvimento ao automatizar o ciclo de vida de desenvolvimento de software (SDLC) de centenas (senão milhares) de microsserviços contidos em um única aplicação.

Benefícios da conteinerização

A conteinerização apresenta muitas vantagens em relação ao método tradicional de desenvolvimento de software, em que as aplicações são executadas diretamente na máquina host e são empacotadas apenas com ativos da aplicação. Semelhante às VMs, a conteinerização oferece benefícios em termos de implementação, segurança, utilização de recursos, consistência, escalabilidade, suporte para microsserviços e integração com práticas de DevOps e fluxos de trabalho de CI/CD. A conteinerização pode até superar o desempenho das VMs. Veja como a conteinerização fornece valor no desenvolvimento e implementação de software moderno:

• Portabilidade: uma aplicação em container pode ser executada de forma confiável em diferentes ambientes porque suas dependências são autocontidas. Uma aplicação em container não exige que uma máquina host tenha dependências pré-instaladas, reduzindo o atrito no processo de instalação e execução.
• Isolamento: como as aplicações em containers são isoladas no nível do processo, uma falha fatal de um container não afetará os outros, isolando a falha em apenas uma aplicação. Isso também tem ramificações para a segurança. Como os recursos de uma aplicação são virtualizados dentro do container, os possíveis atores de ameaças devem buscar outros meios para proteger o acesso ao sistema host.
• Eficiência de recursos: uma aplicação em container contém apenas seu próprio código e dependências. Isso torna as aplicações em containers pacotes significativamente mais leves do que as VMs, que devem conter partes do código do sistema operacional para criar uma máquina virtual mais amplamente provisionada. A conteinerização permite a execução de vários containers em um único ambiente de computação, aumentando significativamente a eficiência da utilização de recursos.
• Consistência: como uma aplicação em container permanece consistente em vários ambientes de tempo de execução, um container pode ser executado de forma confiável em ambientes de desenvolvimento, preparação e produção.
• Escalabilidade: os containers são mais fáceis e rápidos de implementar e mais seguros do que as aplicações tradicionais, o que as torna mais fáceis de escalar. Isso resulta em menos despesas operacionais e uso mais eficiente dos recursos.
• Habilitação de DevOps: a conteinerização permite que os desenvolvedores automatizem partes consideráveis do SDLC, seguindo as práticas de DevOps. Ele ajuda a otimizar o desenvolvimento e os testes, resultando em um SDLC mais rápido e menor tempo de colocação no mercado.
• Suporte a microsserviços: microsserviços são serviços pequenos e independentes que se comunicam por meio de APIs. Eles permitem que os desenvolvedores criem aplicações que podem ser atualizados em pequenas partes, microsserviço por microsserviço, em vez de todos de uma vez. Por meio da conteinerização, é possível criar microsserviços que rodam com eficiência em qualquer ambiente. Como as aplicações em containers usam menos recursos do que as VMs, suas máquinas host podem executar mais microsserviços no total.
• Integração de CI/CD: a integração da conteinerização com práticas de desenvolvimento de CI/CD resulta em implementações mais rápidas. Os containers são leves e portáteis, o que os torna mais fáceis de testar e implementar. Eles também podem ser criados automaticamente, o que os torna perfeitos para pipelines de CI/CD. Como as dependências necessárias são codificadas no container, elas também eliminam considerações envolvidas com a compatibilidade da biblioteca.

Containers vs. máquinas virtuais

As VMs datam da década de 1970 e tradicionalmente são usadas para criar um ambiente de execução duplicado. Funcionalmente, as VMs operam de forma semelhante aos containers: elas colocam os recursos que uma aplicação ou sistema operacional precisa para ser executado em um ambiente isolado no hardware host. Os dois diferem em termos de escopo. Uma máquina virtual replica completamente o sistema operacional e emula certos atributos do sistema que está emulando. Isso cria uma cópia virtual da máquina e do software que ela executa. Um container, no entanto, contém apenas a aplicação e as bibliotecas e binários necessários para sua execução. Os containers não emulam sistemas; eles trabalham com eles utilizando o kernel do sistema operacional na máquina host. Como resultado, os containers usam muito menos recursos do que as VMs. A conteinerização normalmente usa menos RAM, espaço em disco e sobrecarga de CPU do que VMs em execução. O gráfico a seguir compara containers e VMs em uma variedade de critérios:

Microsserviços e conteinerização

Microsserviços são serviços pequenos e independentes que se comunicam por meio de APIs. Eles permitem uma implementação mais rápida e maior flexibilidade do que aplicações monolíticas. A diferença entre microsserviços e containers é que um é sobre desenvolvimento e o outro é sobre implementação. Os microsserviços oferecem uma abordagem mais ágil ao desenvolvimento de software, permitindo que os desenvolvedores criem serviços individuais que executam tarefas específicas. Esses microsserviços podem então ser atualizados e mantidos individualmente por equipes específicas, simplificando bastante o processo de desenvolvimento. Um container pode então abrigar os microsserviços. Ao implementar microsserviços em um container em vez de uma VM, as equipes obtêm todos os benefícios da conteinerização. Eles também conseguem isolar seus respectivos microsserviços, melhorando a resiliência e a eficiência. Os microsserviços têm sido tradicionalmente usados para modernizar aplicações monolíticas existentes. As várias funções da aplicação podem ser divididas em microsserviços, permitindo que as equipes revisem e atualizem mais rapidamente.

Como microsserviços e conteinerização se complementam

Um exemplo de como microsserviços e conteinerização podem se complementar começa com uma única aplicação monolítica. Imagine que esta aplicação executa três funções separadas, cada uma em sua própria camada:

1. Atender solicitações da Web
2. Processar solicitações com lógica de negócios
3. Comunicar-se com a camada de banco de dados

Com o tempo, a complexidade de cada uma dessas camadas aumenta, e a empresa decide separá-las em três microsserviços distintos:

1. Um serviço Web
2. Um serviço de API de lógica central
3. Um serviço de banco de dados

Depois que essas três camadas são decompostas em microsserviços, a empresa decide conteinerizá-los. Isso dá aos microsserviços independência entre si, permitindo os muitos benefícios da conteinerização.

Casos de uso de conteinerização

Os casos de uso de conteinerização mais comuns incluem:

• Microsserviços: conforme explicado acima, microsserviços pequenos e independentes são frequentemente conteinerizados.
• CI/CD: o código em container é muito mais fácil de automatizar e implementar rapidamente, o que o torna uma opção natural para fluxos de trabalho de CI/CD.
• Migração para a nuvem: na migração para a nuvem, as aplicações legadas são conteinerizadas e implementadas em ambientes de nuvem. A abordagem “lift and shift” permite que eles sejam modernizados sem reescrever todo o código.
• Dispositivos de Internet das Coisas (IoT): como os dispositivos de IoT têm poder de computação limitado, as atualizações geralmente precisam ser processadas manualmente. A conteinerização permite que os desenvolvedores automatizem essas atualizações.

Ferramentas de conteinerização

Esta tabela inclui uma mistura de tempos de execução de container, plataformas de orquestração e ferramentas de gerenciamento de container usadas para criar, implementar e gerenciar aplicações em container. Cada ferramenta oferece funcionalidades e capacidades exclusivas para atender a vários cenários de implementação e requisitos de infraestrutura.

Primeiros passos com a CrowdStrike

A conteinerização oferece muitos benefícios, incluindo a capacidade de automatizar implementações com mais facilidade. Mas você deve garantir que seus pipelines mais rápidos não introduzam novas superfícies de ataque e possíveis violações. Ter um parceiro de segurança confiável ao seu lado pode fazer toda a diferença. O CrowdStrike Falcon^® Cloud Security protege seu pipeline com arquitetura nativa da nuvem, um único console e ferramentas de conformidade automatizadas que podem impedir um ataque e evitar que ele ocorra em primeiro lugar.