کانتینرها: کانتینرسازی و ارکستراسیون کانتینر چیست؟

کانتینرها به طور رسمی جعبه های آهنی بزرگی هستند که اقلام را به مکان دیگری ارسال می کنند.

در محاسبات، کانتینرها «جعبه‌هایی» مجازی هستند. این بار از آنها برای بسته بندی برنامه ها با تمام نیازهایشان استفاده می کنید و آنها را برای مخاطبان یا کاربران خود ارسال می کنید.

این الگوی برنامه‌های بسته‌بندی و حمل و نقل در فضای ابری به دلیل مزایایی که دارد، شتاب بیشتری گرفته است.

این مقاله پوشش خواهد داد،

منبع تصویر

کانتینرسازی چیست؟

Containerization فرآیند اجرای برنامه ها در یک محیط ایزوله با کتابخانه ها و فرآیندهای شبکه لازم برای برنامه در همان سیستم عامل است.

Containerization یک برنامه را به تنهایی قرار می دهد تا بدون تداخل با سیستم عامل اجرا شود. یک برنامه کانتینری می تواند روی هر سیستم عاملی اجرا شود و مشکلات مربوط به تنظیم و سازگاری را حذف کند.

Containerization نوعی مجازی سازی است و کانتینرها با ماشین های مجازی متفاوت هستند. ظروف دارای ساختار سبکی هستند و می توانید هر برنامه ای را در ظروف قرار دهید.

ماشین مجازی (VM) چیست؟

ماشین مجازی (VM) یک شبیه سازی، شبیه سازی یا نمونه اولیه مجازی از یک کامپیوتر فیزیکی است که روی یک کامپیوتر فیزیکی اجرا می شود. رایانه فیزیکی که روی آن اجرا می شود میزبان است و VM مهمان است. یک ماشین مجازی از CPU، حافظه و فضای کامپیوتری که روی آن قرار دارد برای ایجاد یک سیستم عامل و ساخت برنامه های کاربردی بر روی آن استفاده می کند.

با مجازی سازی می توانید چندین ماشین مجازی بسازید که هر کدام سیستم عامل خاص خود را دارند. این امر با نرم افزاری به نام Hypervisor امکان پذیر است که به عنوان ارتباط بین هاست و ماشین مجازی عمل می کند. هایپروایزر منابع محاسباتی را با ماشین مجازی به اشتراک می گذارد و اغلب ماشین را بازرسی می کند.

کانتینرها در مقابل ماشین های مجازی

کانتینرها شبکه، حافظه و فرآیندهای خاص خود را دارند، اما از سیستم عامل یکسانی استفاده می کنند.

کانتینرها حاوی یک برنامه کاربردی با کتابخانه های لازم هستند و منابع مورد نیاز خود را از سیستم عاملی که روی آن هستند مصرف می کنند.

ماشین های مجازی از سیستم عامل های مختلفی برای هر ماشین استفاده می کنند. آنها همچنین از شبکه ها، حافظه و فرآیندهای رایانه فیزیکی استفاده می کنند.

ماشین‌های مجازی شامل یک سیستم عامل مجازی و سخت‌افزار مجازی برای سیستم و برنامه کاربردی هستند که با کتابخانه‌های لازم روی ماشین اجرا می‌شوند.

منبع تصویر

مزایای کانتینری سازی

استفاده بهینه از منابع

Containerization باعث می شود که برنامه های کاربردی کانتینری از منابع خود به درستی استفاده کنند. حتی اگر کانتینر روی سیستم عامل اجرا شود. از حداقل حافظه و فضا استفاده می کند، بنابراین سیستم را بارگذاری نمی کند.

قابل حمل بودن

برنامه های کاربردی کانتینری با طیف وسیعی از پلتفرم ها و سیستم عامل ها سازگار هستند. آنها همچنین محدودیت های راه اندازی ندارند، زیرا می توانند در محیط های مختلف آزمایش و تولید اجرا شوند. این باعث می شود آن را قابل حمل و آسان در هر مکانی استفاده کنید.

سرعت بالا

برنامه های کانتینری معمولا فضای کمی را اشغال می کنند و از منابع CPU استفاده کمی می کنند. این باعث می شود آنها سریعتر و قادر به دویدن با سرعت بالا باشند.

امنیت

Containerization به دلیل ماهیت ایزوله آن، برنامه ها را ایمن می کند. این برنامه ها را از آسیب پذیری های احتمالی ایمن نگه می دارد. همچنین، حتی اگر یک کانتینر مورد حمله قرار گیرد، میزبان کانتینر از حمله در امان است.

استقرار و مدیریت ساده

کانتینری‌سازی تضمین می‌کند که کانتینرها دارای واحد استاندارد استقرار هستند. به دلیل ساختار سبک آنها، می توانید آنها را به راحتی مستقر کنید. همچنین می‌توانید به‌دلیل ساختار ظرف، به‌راحتی به عقب برگردید یا به‌روزرسانی‌ها را انجام دهید.

ارکستراسیون کانتینری چیست؟

ارکستراسیون کانتینر فرآیند استقرار چندین کانتینر و مدیریت آنها با استفاده از ابزار ارکستراسیون کانتینر است. ابزار ارکستراسیون کانتینر، استفاده از کانتینرها را به‌جای اجرا و استقرار دستی، خودکار می‌کند. ابزار به جای آن از آن مراقبت می کند.

این در سازمان های بزرگ که می توانند صدها هزار کانتینر را در روز مستقر کنند بسیار مفید است. بنابراین این ابزار برای ساده کردن فرآیند مفید است.

مزایای ارکستراسیون کانتینر

استقرار خودکار

ابزارهای ارکستراسیون کانتینر، استقرار را به صورت خودکار انجام می‌دهند، و استقرار بسیاری از کانتینرها را آسان‌تر می‌کنند، در نتیجه فرآیند را سرعت می‌بخشند و پیچیدگی‌های موجود را از بین می‌برند.

مدیریت کانتینرها

ابزارها همچنین ظروف را با اجرای بررسی های بهداشتی، جایگزینی ظروف خراب یا راه اندازی مجدد آنها مدیریت می کنند. این کار استفاده از کانتینرها را آسان‌تر می‌کند و اطمینان می‌دهد که برنامه در دسترس کاربران است.

تعادل بار

ابزارهای ارکستراسیون بار کاری را بین کانتینرها توزیع می کنند بنابراین هیچ بار اضافی روی هیچ ظرفی وجود ندارد. هنگامی که برنامه را اجرا می کنید، هر یک از کانتینرها به طور موثر کار می کنند.

ایجاد به روز رسانی

با ارکستراسیون، می توانید به راحتی به روز رسانی کنید. هنگامی که یک تیم در حال به روز رسانی برای یک برنامه است، می تواند نسخه جدیدی از برنامه را در سراسر خوشه ارائه کند. این باعث کاهش زمان خرابی می شود و اطمینان حاصل می کند که برنامه در طول فرآیند به روز رسانی در دسترس است.

دسترسی و استفاده از منابع

می توانید به نحوه استفاده کانتینرها از منابع روی خوشه دسترسی داشته باشید. ابزارهای ارکستراسیون این امکان را برای شما فراهم می کند که تخصیص منابع را بهینه کنید. بنابراین می توانید منابع لازم را در ظروف مورد نیاز توزیع کنید.

ابزارهایی برای کانتینرسازی و ارکستراسیون

داکر

داکر یک پلتفرم کانتینری‌سازی منبع باز است که برنامه‌ها و وابستگی‌های آنها را با استفاده از کانتینرها می‌سازد، بسته‌بندی می‌کند و به کار می‌گیرد.

Docker می تواند بر روی سیستم عامل های محبوب مانند ویندوز، لینوکس و macOS اجرا شود.

Docker از موتور Docker برای کانتینرها و Docker Swarm برای ارکستراسیون استفاده می کند. موتور داکر میزبانی است که بر روی یک سیستم عامل برای ساخت کانتینرها اجرا می شود.

کوبرنتیس

Kubernetes که با نام K8S نیز شناخته می شود، یک ابزار ارکستراسیون کانتینر منبع باز است. این استقرار را خودکار می کند و بارها را بین کانتینرها توزیع می کند. همچنین کانتینرها را کنترل می کند و ظروف خراب را جایگزین می کند.

اگرچه Kubernetes در ابتدا توسط گوگل ساخته شد، اما در حال حاضر تحت بنیاد محاسبات بومی ابری (CNCF) قرار دارد.

Kubernetes دارای جمعیت مهندسینی است که به سرعت از آن استفاده می کنند. برخی از سازمان ها خدمات ارکستراسیون را با استفاده از Kubernetes ارائه می دهند. برخی از آنها موتور Google Kubernetes (GKE)، خدمات Azure Kubernetes (AKS) و غیره هستند.

آپاچی مزوس

Apache Mesos یکی دیگر از ابزارهای ارکستراسیون برای مدیریت برنامه های کاربردی مبتنی بر کانتینر است. از Marathon برای مدیریت خوشه ها و Shipworm به عنوان ابزار شبکه استفاده می کند. قابل تنظیم است و می توانید از آن برای برنامه های بزرگ و پیچیده حتی ماشین های مجازی استفاده کنید.

تیم پروژه Apache Mesos مسئولیت این ابزار ارکستراسیون را بر عهده دارد و آنها یک جامعه توسعه دهندگان پر رونق دارند.

عشایر

Nomad یک ابزار ارکستراسیون منبع باز است که برنامه های کانتینری و غیر کانتینری را مدیریت می کند. Cloud-agnostic است، به این معنی که می تواند در هر محیط ابری اجرا شود.

این فرآیند نصب ساده ای دارد، انعطاف پذیر است و هدف آن حذف پیچیدگی های پیرامون ارکستراسیون با ابزارهای دیگر است.

Nomad با ابزارهای دیگری مانند Consul و Vault از شرکت مادر خود Hashicorp ادغام می شود.

همچنین می توانید از آن با Kubernetes و سایر ابزارهای ارکستراسیون استفاده کنید.

خلاصه

کانتینرها با ماشین های مجازی متفاوت هستند. ارکستراسیون کانتینر با معرفی اتوماسیون و ساده‌سازی فرآیند، فرآیند کانتینری‌سازی را به سطح جدیدی می‌برد. بسیاری از مشاغل شروع به استفاده از کانتینر برای برنامه های خود کرده اند. به زودی، ممکن است استاندارد جدیدی برای برنامه های کانتینری داشته باشیم.