La contenerización se convirtió en la última palabra de moda en cuanto a informática en la nube, y muchos creen que puede ayudar a modernizar los sistemas heredados mediante la creación de aplicaciones nuevas y escalables nativas de la nube. Entonces, ¿por qué es necesaria la contenerización ahora?
Para comprender su necesidad y su esencia, comencemos con la virtualización y el uso creciente de máquinas virtuales (VM) en la nube. Por lo general, casi todas las empresas utilizan un entorno de nube (público o privado), con instancias que ejecutan máquinas virtuales con funciones de escalabilidad y equilibrio de carga que representan su capa informática.
Sin embargo, los enfoques de virtualización han enfrentado algunos desafíos que han hecho que estos entornos sean ineficientes. Tales como:
Inconsistencia en el entorno: implementación de aplicaciones y paquetes en entornos virtuales
Dependencia del sistema operativo: las aplicaciones implementadas solo se ejecutaban en sistemas operativos compatibles
Nivel de aislamiento: incapacidad para proporcionar un espacio aislado instantáneo por encima del nivel del sistema operativo
Granularidad de consumo de cómputo: incapacidad de implementar múltiples aplicaciones replicadas, mientras que el equilibrio de carga en la capa de la aplicación solo ocurría dentro de una sola máquina y no a nivel de la capa del sistema operativo
Parcheo de imágenes en entornos de nivel de producción: las implementaciones Canary y azul-verde no son flexibles a nivel del clúster y son difíciles de administrar entre varias regiones
¿Cómo puede resolver estos problemas de virtualización?
La respuesta es la contenerización.
La contenerización es más eficiente que la virtualización, y es su evolución natural. Mientras que la virtualización es vital para distribuir varios sistemas operativos (SO) en un único servidor, la contenerización es más flexible y granular.
Se centra en dividir los sistemas operativos en fragmentos que pueden utilizarse de manera más eficiente. Además, un contenedor de aplicaciones proporciona una forma de empaquetar aplicaciones en un entorno portátil definido por software.
Un factor significativo y en aceleración es el mercado de la tecnología de contenedores de aplicaciones que ayuda a las empresas a modernizar las aplicaciones heredadas y a crear nuevo software escalable nativo de la nube.
Es una forma de virtualización del SO en la que se ejecutan aplicaciones en espacios de usuario aislados llamados contenedores, que utilizan el mismo SO compartido. Un contenedor de aplicaciones es un entorno informático portátil y totalmente empaquetado:
Tiene todo lo que una aplicación necesita ejecutar, incluidos sus binarios, bibliotecas, dependencias y archivos de configuración, todo encapsulado y aislado en un contenedor.
La contenerización de una aplicación abstrae el contenedor del sistema operativo host, y proporciona acceso limitado a los recursos subyacentes, un proceso similar al de una máquina virtual ligera.
Puede ejecutar la aplicación en contenedores en varios tipos de infraestructuras, como en estructuras físicas, en la nube o dentro de máquinas virtuales, sin tener que refactorizarla para cada entorno.
Con la contenerización, tiene menos gastos generales durante el inicio y no necesita configurar sistemas operativos invitados separados para cada aplicación, ya que todas comparten un kernel de SO. Debido a esta alta eficiencia, los desarrolladores de software comúnmente usan la contenerización de aplicaciones para empaquetar varios de los microservicios individuales que componen las aplicaciones modernas.
La contenerización permite a los desarrolladores de software crear e implementar aplicaciones de forma más rápida y segura. Con los métodos tradicionales, puede desarrollar código en un entorno informático específico, lo que a menudo da como resultado errores cuando lo transfiere a una nueva ubicación. Por ejemplo, cuando transfiere código desde su computadora de escritorio a una máquina virtual o desde un sistema operativo Windows a Linux.
La contenerización elimina este problema, ya que permite agrupar el código de solicitud junto con sus archivos de configuración, dependencias y bibliotecas relacionados. Luego, abstrae ese único paquete de software (el contenedor) del sistema operativo host, lo que lo vuelve independiente y portátil; es decir, puede ejecutarse en cualquier plataforma o nube, sin problemas.
Aunque los conceptos de contenerización y aislamiento de procesos tienen décadas de antigüedad, la aparición de un motor de Docker de código abierto en 2013 aceleró la adopción de la tecnología de contenedores de aplicaciones. El motor de Docker se convirtió en un estándar de la industria para el proceso de contenerización con un enfoque de empaquetado universal y herramientas de desarrollo simples.
La industria a menudo se refiere a los contenedores como livianos, lo que significa que comparten el kernel del SO de la máquina y no requieren ninguna sobrecarga para asociar un SO dentro de cada aplicación, como en el caso de la virtualización. Por lo tanto, los contenedores tienen una capacidad inherentemente menor que una máquina virtual y requieren menos tiempo de inicio, lo que permite que más contenedores se ejecuten en una sola capacidad de cómputo como una sola MV. En consecuencia, esto genera una mayor eficiencia del servidor y reduce los costos de licencias y del servidor.
En pocas palabras, la contenerización permite a los desarrolladores escribir el código de las aplicaciones una vez y ejecutarlas en todas partes. Ese nivel de portabilidad es esencial en términos del proceso de desarrollo y compatibilidad con los proveedores. También tiene otros beneficios, como aislamiento de errores, seguridad y facilidad de administración.
Los contenedores encapsulan una aplicación como un paquete de software ejecutable que agrupa el código de la aplicación con todos sus archivos de configuración, dependencias y bibliotecas relacionados que necesita ejecutar. Las aplicaciones en contenedores están aisladas porque no se agrupan en una copia del SO. En su lugar, el desarrollador instala un motor de tiempo de ejecución de código abierto (por ejemplo, el de Docker) en el SO host, convirtiéndose en el conducto para que los contenedores compartan un SO con otros contenedores de aplicaciones en el sistema informático.
También puede compartir otras capas del contenedor de aplicaciones, como bibliotecas y cubos comunitarios, entre varios contenedores. Elimina la sobrecarga de instalar y ejecutar un SO dentro de cada aplicación, lo que hace que los contenedores sean más pequeños en capacidad (ligeros) y más rápidos de iniciar, y esto impulsa una mayor eficiencia de los servidores. Cuando se aíslan aplicaciones y contenedores, se reduce la posibilidad de que el código malicioso en un contenedor afecte a otros o invada el sistema huésped.
La abstracción del SO host hace que las aplicaciones en contenedores sean portátiles y les permite ejecutarse de manera consistente y uniforme en cualquier plataforma o nube. Los desarrolladores pueden transportar fácilmente contenedores de una plataforma a otra, por ejemplo del SO Windows a Linux. También se ejecutarán de forma coherente en servidores tradicionales "sin sistema operativo" o en infraestructuras virtualizadas, ya sea en las instalaciones o en la nube. Por lo tanto, los desarrolladores pueden seguir utilizando los procesos y las herramientas que deseen.
Puede entregar fácilmente aplicaciones en contenedores a los usuarios en un espacio de trabajo digital. La contenerización ofrece beneficios significativos para los desarrolladores de software y los equipos de desarrollo, que van desde mayor agilidad y portabilidad hasta mejores controles de costos. A continuación se muestran las ventajas:
Los contenedores no son perfectos y tienen sus contras y limitaciones. Primero, se requiere muchísimo trabajo de configuración para desarrollar y lanzar una estrategia de contenedores y administrarla de manera efectiva. No hay suficiente soporte y dependencia de las aplicaciones, y a pesar de las tecnologías emergentes en el área, aún no hay una solución completa. Por otra parte, no hay suficientes expertos calificados, capacitados y con experiencia en el área.
Si bien los contenedores aumentan la flexibilidad de las aplicaciones, agregan complejidad de diferentes maneras. Estas complejidades pueden surgir en términos de seguridad, organización, supervisión y almacenamiento de datos.
Seguridad: en comparación con las máquinas virtuales tradicionales, los contenedores tienen potencialmente un riesgo de seguridad más considerable. Necesitan seguridad de varios niveles porque tienen varias capas. Por lo tanto, debe proteger la aplicación en contenedores, además del registro, el daemon de Docker y el SO host.
Organización: Puede utilizar un solo organizador para las máquinas virtuales, que viene con una solución virtualizada (como un organizador VMware para VMware). Sin embargo, debe seleccionar entre varias herramientas de organización como Kubernetes, Mesos o Swarm cuando se trata de contenedores.
El almacenamiento de datos para las máquinas virtuales es sencillo, pero se vuelve complejo para los contenedores. En el caso de los datos de contenedor persistentes, debe moverlos fuera del contenedor de la aplicación al sistema huésped o algún lugar con un sistema de archivos persistente. El diseño de los contenedores es la causa de su pérdida de datos. Una vez que el contenedor se apaga, los datos que contiene pueden desaparecer para siempre, a menos que los guarde en otro lugar.
Supervisión: también es crucial supervisar los contenedores en busca de problemas de rendimiento y seguridad. Tiene la opción de usar varias herramientas esenciales de supervisión, análisis y servicios de supervisión externa para abordar este desafío. El entorno de nube es complejo, por lo que necesita realizar una supervisión exhaustiva de los problemas de seguridad.
Aun así, las ventajas de la contenerización superan con creces las desventajas. Por ello, decidir si necesita contenedores dependerá únicamente de sus requisitos específicos de nube.
Dados los beneficios de la contenerización de una aplicación, resulta evidente por qué las empresas están adoptando rápidamente este enfoque en lugar de la virtualización. La contenerización es un enfoque superior para el desarrollo, la implementación y la administración de aplicaciones. Permite a los desarrolladores de software crear e implementar aplicaciones de forma más rápida y segura, ya sea un monolito tradicional (una aplicación de un solo nivel) o un microservicio modular (una colección de servicios apenas acoplados).
Puede crear nuevas aplicaciones basadas en la nube desde cero (microservicios en contenedores) y, en el proceso, dividir una aplicación compleja en una serie de servicios administrables y especializados. Puede volver a empaquetar las aplicaciones existentes en contenedores que utilizan los recursos informáticos de manera eficiente.
Las empresas deben evaluar todas sus opciones antes de decidir utilizar la contenerización. Puede sonar lucrativo e impresionante a primera vista, y lo es, pero debe evaluar si es la mejor opción para usted. Compare todas las desventajas y los beneficios.
La verdad es que la transformación digital es inevitable si las organizaciones y empresas quieren sobrevivir y tener éxito en nuestra era tecnológica competitiva y de rápida evolución. La contenerización, la nube, los grandes volúmenes de datos, la blockchain, la computación perimetral y la movilidad son algunos de los pilares tecnológicos centrales más populares para la transformación digital que las empresas necesitan aprovechar.
Además, la contenerización da a las pequeñas empresas un nuevo sentido de agilidad. Las empresas exitosas que operan en la economía digital dirigirán empresas nativas digitales y rediseñarán sus operaciones de acuerdo con las demandas y los requisitos del mercado. Las empresas pequeñas pueden utilizar la contenerización para adoptar un enfoque flexible y ampliar sus servicios rápidamente de modo de igualar a las empresas más grandes.
El motor de Docker es, quizás, la tecnología de motores de contenedores más conocida y utilizada en todo el mundo. Como pieza principal en una arquitectura de contenedores, un Docker se refiere a un código abierto basado en un kernel de Linux que es responsable de crear contenedores en un SO.
Cuando un Docker accede a un solo kernel de SO, puede administrar múltiples aplicaciones distribuidas que se ejecutan en sus respectivos contenedores. La base de la contenerización es el paquete de software que los desarrolladores implementan en un único envío virtual.
Los desarrolladores crean contenedores a partir de imágenes de Docker. A pesar de que su estado es de solo lectura, Docker crea un contenedor agregando un sistema de archivos de lectura y escritura. Inicia una interfaz de red para permitir la comunicación entre el contenedor y un host local. Luego agrega una dirección IP y ejecuta el proceso indicado. Cada contenedor presenta las partes necesarias para ejecutar un programa (archivos, redundancias y bibliotecas).
Las tecnologías de contenerización y virtualización promueven eficiencias informáticas significativas porque permiten a los desarrolladores ejecutar varios tipos de software (basados en Windows o Linux) en un solo entorno. Sin embargo, la tecnología de contenedores de aplicaciones ha demostrado ofrecer beneficios significativos sobre la virtualización, lo que la convierte en la tecnología preferida por los profesionales de TI.
La virtualización permite que varios SO y aplicaciones de software se ejecuten simultáneamente y mientras comparten los recursos de una computadora física. Por ejemplo, puede ejecutar versiones de Linux y Windows de un SO, así como varias aplicaciones en el mismo servidor. Los desarrolladores empaquetan cada aplicación y sus archivos, dependencias y bibliotecas relacionados (incluida una copia del SO) como una máquina virtual. Cuando ejecuta varias máquinas virtuales en una máquina física, puede lograr ahorros significativos en el desembolso de capital inicial, y en los costos de operación y energía.
Por otro lado, la contenerización utiliza los recursos informáticos de manera eficiente. Un contenedor crea un paquete de software ejecutable que agrupa el código de la aplicación con los archivos de configuración, las dependencias y las bibliotecas relacionados que necesita ejecutar. Sin embargo, a diferencia de las máquinas virtuales, los contenedores no se agrupan en una copia del SO. En cambio, los desarrolladores instalan sus motores de tiempo de ejecución en el SO del sistema host y lo convierten en un conducto que permite que todos los contenedores compartan un SO similar.
Como se señaló antes, los desarrolladores a menudo se refieren a los contenedores como "ligeros" porque comparten el kernel del SO de la máquina host y no necesitan la sobrecarga de un sistema operativo dentro de cada aplicación. Además, es posible compartir otras capas de contenedor (bibliotecas y contenedores comunes) entre varios contenedores; esto significa que los contenedores requieren menor capacidad que una máquina virtual y se inician más rápido.
Por lo tanto, varios contenedores pueden ejecutarse con una capacidad de cómputo similar a una máquina virtual, lo que aumenta la eficiencia de los servidores y reduce los costos asociados, como las licencias y el mantenimiento.
La contenerización se encuentra entre las últimas tendencias de desarrollo de software, y su adopción crecerá significativamente tanto en magnitud como en velocidad. Sus defensores creen que permite a los desarrolladores crear e implementar software y aplicaciones de forma más rápida y segura que otros métodos tradicionales. Aunque es un enfoque costoso, los representantes de la industria esperan que los costos asociados con la contenerización se reduzcan a medida que sus entornos se desarrollan y maduran.
El uso de la tecnología de contenedores de aplicaciones está muy extendido en empresas e industrias. También está preparado para una aceleración rápida en los próximos años. La mayoría de las empresas ya comenzaron con la contenerización de aplicaciones nativas de la nube o están descomponiendo sus monolitos existentes en contenedores para obtener los beneficios que brinda la arquitectura de contenerización.
Ahora usted ha aprendido algunos conocimientos sobre la contenerización, sus beneficios en entornos empresariales, y sus ventajas y desventajas. También aprendió sobre la tecnología de contenedores Docker y la diferencia entre la contenerización y la virtualización.
Si depende en gran medida de la virtualización para la segregación de la seguridad y las aplicaciones web, es probable que se beneficie de la contenerización.
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