Was sind Container?

Alles über Container-Virtualisierung

Anwendungen werden immer komplexer. Die Nachfrage nach einer schnelleren Entwicklung steigt ständig. Damit wächst auch die Belastung der Infrastruktur, IT-Teams und Prozesse. Container sind eine Lösung für das Problem, wie Software beim Wechsel von einer Computerumgebung in eine andere zuverlässig ausgeführt werden kann. Folgendes musst du über diese beliebte Technologie wissen.

Container sind eine Lösung für das Problem, wie Software beim Wechsel von einer Computerumgebung in eine andere zuverlässig ausgeführt werden kann. Dies kann vom Laptop eines Entwicklers zur Testumgebung, von einer Staging-Umgebung bis zur Produktion und möglicherweise von einer physischen Maschine in einem Rechenzentrum bis zu einer virtuellen Maschine in einer privaten oder öffentlichen Cloud reichen.

Definition

Ein Container ist ein Softwarepaket, das alles Wichtige zum Ausführen von Software enthält: Code, Laufzeit, Konfiguration und Systembibliotheken, damit das Programm auf jedem Hostsystem ausgeführt werden kann. Zur Laufzeit erhält der Container auch einen eigenen isolierten Teil der Betriebssystemressourcen wie CPU, RAM, Festplatte und Netzwerk.

Container tauchten erstmals vor Jahrzehnten mit Versionen wie FreeBSD Jails und AIX Workload Partitions auf, aber die meisten modernen Entwickler erinnern sich an 2013 als den Beginn der modernen Container-Ära mit der Einführung von Docker.

Wie funktionieren Container?

Um Container und ihre Funktion zu verstehen, müssen wir zunächst die Virtualisierung verstehen. Bei der Virtualisierung werden gemeinsam genutzte Rechenressourcen wie CPU, RAM, Festplatte und Netzwerk in isolierte Ressourcen aufgeteilt, die den ursprünglichen gemeinsam genutzten Bereich nicht kennen. Bei der Virtualisierung einer Maschine mithilfe von virtuellen Maschinen oder Containern werden die Ressourcen der Hostmaschine im Wesentlichen in Abschnitte unterteilt, die von den virtualisierten Komponenten verwendet werden sollen. Container virtualisieren ein Maschinenbetriebssystem auf Benutzerbereichsebene.

Die Virtualisierung des Benutzerbereichs nutzt die vorhandenen Mechanismen, mit denen Systemressourcen zwischen separaten Benutzerkonten und Programmen auf einem Betriebssystem aufgeteilt werden. Containersysteme verfügen im Allgemeinen über einen separaten Befehl des Orchestrierungsdienstprogramms oder einen Server-Daemon. Das Orchestrierungsdienstprogramm ist dafür verantwortlich, die Benutzerbereichsressourcen des Host-Betriebssystems aufzuteilen, diese Ressourcen Containern zuzuweisen und anschließend die Container auszuführen und zu überwachen.

Drei Funktionen von Containern

Der Begriff Container ist ein abstraktes Konzept, aber drei Funktionen können dir helfen, genau zu visualisieren, was ein Container tut.

1. Namespaces:
   • Ein Namespace bietet einem Container ein Fenster zum zugrunde liegenden Betriebssystem. Jeder Container verfügt über mehrere Namespaces, die unterschiedliche Informationen zum Betriebssystem bieten. Ein MNT-Namespace begrenzt die bereitgestellten Dateisysteme, die ein Container verwenden kann. Ein USER-Namespace ändert die Ansicht eines Containers zu Benutzer- und Gruppen-IDs.
2. Kontrollgruppen:
   • Diese Funktion verwaltet die Ressourcennutzung und stellt sicher, dass jeder Container nur die CPU, den Speicher, die Festplatten und das Netzwerk verwendet, die er benötigt. Kontrollgruppen können auch harte Nutzungsbeschränkungen implementieren.
3. Union-Dateisysteme:
   • Die in Containern verwendeten Dateisysteme sind stapelbar, d.h. Dateien und Verzeichnisse in verschiedenen Zweigen können überlagert werden, um ein einziges Dateisystem zu bilden. Dieses System verhindert, dass Daten bei jeder Bereitstellung eines neuen Containers dupliziert werden.

Vorteile von Containern

• Weniger Overhead – Container benötigen weniger Systemressourcen.
• Erhöhte Portabilität – In Containern ausgeführte Anwendungen können problemlos auf mehreren verschiedenen Betriebssystemen und Hardwareplattformen bereitgestellt werden.
• Grössere Effizienz – Mithilfe von Containern können Anwendungen schneller bereitgestellt, gepatcht oder skaliert werden.
• Bessere Anwendungsentwicklung – Container unterstützen die Beschleunigung von Entwicklungs-, Test- und Produktionszyklen.

Container reduzieren die Anzahl der Variablen, die Entwickler beim Wechsel zwischen Entwicklungs-, Test- und Produktionsumgebungen verarbeiten müssen, drastisch. Dies erhöht die Agilität dramatisch. Es dauert nicht länger Stunden oder Tage, bis eine Anwendung in einer Testumgebung ausgeführt werden kann. Tests können direkt für ein Container-Image ausgeführt werden.

Nur sehr wenige Unternehmen in älteren Branchen verfügen nicht über einige Legacy-Anwendungen, die über die Jahre hinweg Bestand hatten. Durch die Einführung dieser in Container kann eine einzelne monolithische Anwendung in mehrere agile, speziell entwickelte Container umgewandelt werden. Das Aufteilen einer Anwendung auf diese Weise erleichtert das Verwalten von Patches erheblich, indem nur der Container aktualisiert wird, der sie benötigt, und Systemausfälle vermieden werden.

Nachteile von Containern

1. Container laufen nicht mit Bare-Metal-Geschwindigkeit.
2. Nicht alle Container-Anwendungen sind miteinander kompatibel.
3. Die dauerhafte Datenspeicherung ist kompliziert.
4. Grafische Anwendungen funktionieren nicht immer gut.

Fazit

Container sind ein wichtiger Bestandteil des modernen Entwickler-Tool-Sets. Unabhängig davon, für welche Laufzeit oder Containerplattform du dich entscheidest, helfen die Vorteile von Containern deinem Team, effektiver zu arbeiten. Mithilfe von Containern kannst du sowohl den lokalen Entwicklungsprozess als auch den Remote-Bereitstellungsprozess optimieren und gleichzeitig sicherstellen, dass du deinen Kunden hochwertige Softwareprodukte lieferst.