Cos'è la containerizzazione?

Che cos'è la containerizzazione?

La containerizzazione è un processo di implementazione del software che raggruppa il codice di un'applicazione con tutti i file e le librerie necessari per l'esecuzione su qualsiasi infrastruttura. In passato, per eseguire qualsiasi applicazione sul computer, dovevi installare la versione corrispondente al sistema operativo. Ad esempio, dovevi installare la versione Windows di un pacchetto software su un computer Windows. Tuttavia, con la containerizzazione, puoi creare un singolo pacchetto software, o container, che viene eseguito su tutti i tipi di dispositivi e sistemi operativi.

Quali sono i vantaggi della containerizzazione?

Per creare e implementare applicazioni moderne gli sviluppatori utilizzano la containerizzazione che offre i vantaggi indicati di seguito.

Portabilità

Gli sviluppatori di software utilizzano la containerizzazione per implementare le applicazioni in più ambienti, senza che sia necessario riscrivere il codice del programma. Creano l'applicazione una sola volta e la implementano così com'è su più sistemi operativi. Ad esempio, eseguono gli stessi container su sistemi operativi Linux e Windows. Utilizzando i container per l'implementazione, gli sviluppatori aggiornano anche il codice delle applicazioni legacy alle versioni più recenti.

Scalabilità

I container sono componenti software leggeri che offrono un'esecuzione efficiente. Ad esempio, una macchina virtuale può avviare un'applicazione containerizzata più velocemente perché non ha bisogno di avviare un sistema operativo. Pertanto, gli sviluppatori di software possono facilmente aggiungere su una singola macchina più container per diverse applicazioni. Il cluster di container utilizza le risorse di calcolo da uno stesso sistema operativo condiviso, ma un container non interferisce con il funzionamento degli altri.

Tolleranza ai guasti

I team di sviluppo software utilizzano i container per creare applicazioni con tolleranza ai guasti. Usano più container per eseguire i microservizi su cloud. Poiché i microservizi containerizzati operano in spazi utente isolati, la presenza di un guasto su un singolo container non influisce sugli altri container. Ciò aumenta la resilienza e la disponibilità dell'applicazione.

Agilità

Le applicazioni containerizzate vengono eseguite in ambienti informatici isolati. Gli sviluppatori di software possono risolvere i problemi e modificare il codice dell'applicazione senza interferire con il sistema operativo, l'hardware o altri servizi applicativi. Con questo modello basato sui container, possono abbreviare i cicli di rilascio del software e lavorare rapidamente sugli aggiornamenti.

Quali sono i casi d'uso della containerizzazione?

Di seguito sono riportati alcuni casi d'uso della containerizzazione.

Migrazione nel cloud

La migrazione al cloud, o approccio lift-and-shift, è una strategia software che prevede l'incapsulamento delle applicazioni legacy in container e la loro implementazione in un ambiente di cloud computing. Le organizzazioni possono modernizzare le proprie applicazioni senza riscrivere l'intero codice software.

Adozione dell'architettura di microservizi

Le organizzazioni che cercano di creare applicazioni cloud con microservizi richiedono una tecnologia di containerizzazione. L'architettura di microservizi è un approccio di sviluppo software che utilizza più componenti software interdipendenti per fornire un'applicazione funzionale. Ogni microservizio ha una funzione unica e specifica. Un'applicazione cloud moderna è costituita da più microservizi. Ad esempio, un'applicazione di streaming video potrebbe disporre di microservizi per l'elaborazione dei dati, il tracciamento degli utenti, la fatturazione e la personalizzazione. La containerizzazione fornisce lo strumento software per creare pacchetti di microservizi come programmi implementabili su piattaforme diverse.

Dispositivi IoT

I dispositivi di Internet delle cose (IOT) contengono risorse informatiche limitate, il che rende l'aggiornamento manuale del software un processo complesso. La containerizzazione consente agli sviluppatori di implementare e aggiornare facilmente le applicazioni su dispositivi IoT.

Come funziona la containerizzazione?

La containerizzazione comporta la creazione di pacchetti software autosufficienti che funzionano in modo coerente, indipendentemente dalle macchine su cui vengono eseguiti. Gli sviluppatori di software creano e implementano immagini dei container, ovvero file che contengono le informazioni necessarie per eseguire un'applicazione containerizzata. Gli sviluppatori utilizzano gli strumenti di containerizzazione per creare immagini dei container basate sulla specifica OCI (Open Container Initiative). OCI è un gruppo open-source che fornisce un formato standardizzato per la creazione di immagini dei container. Queste immagini sono di sola lettura e non possono essere modificate dal sistema informatico.

Le immagini dei container rappresentano il livello superiore di un sistema containerizzato che risulta essere costituito dai seguenti livelli.

Infrastruttura

L'infrastruttura è il livello dell'hardware del modello di container. Si riferisce al computer fisico o al server bare metal che esegue l'applicazione containerizzata.

Sistema operativo

Il secondo livello dell'architettura di containerizzazione è il sistema operativo. Linux è un sistema operativo particolarmente utilizzato per la containerizzazione con computer on-premise. Nel cloud computing, gli sviluppatori utilizzano i servizi cloud come AWS EC2 per eseguire le applicazioni containerizzate.

Motore container

Il motore container, o container runtime, è un programma software che crea i container in base alle immagini dei container. Funge da agente intermedio tra i container e il sistema operativo, fornendo e gestendo le risorse di cui l'applicazione ha bisogno. Ad esempio, i motori di container possono gestire più container sullo stesso sistema operativo mantenendoli indipendenti dall'infrastruttura sottostante e l'uno dall'altro.

Applicazione e dipendenze

Il livello più alto dell'architettura di containerizzazione sono il codice dell'applicazione e gli altri file necessari per l'esecuzione, come le dipendenze delle librerie e i relativi file di configurazione. Questo livello potrebbe anche contenere un sistema operativo guest leggero che viene installato sul sistema operativo host.

Cos'è l'orchestrazione dei container?

L'orchestrazione dei container è una tecnologia software che permette la gestione automatica dei container. Questo aspetto è fondamentale per lo sviluppo delle moderne applicazioni su cloud in quanto le applicazioni potrebbero contenere migliaia di microservizi nei rispettivi container. L'elevato numero di microservizi containerizzati fa sì che gli sviluppatori di software non possano gestirli manualmente.

Vantaggi dell'orchestrazione dei container

Gli sviluppatori utilizzano strumenti di orchestrazione dei container per avviare, arrestare e gestire automaticamente i container. Gli orchestratori di container consentono agli sviluppatori di scalare correttamente e in modo preciso le applicazioni su cloud e di evitare errori umani. Ad esempio, è possibile verificare che i container siano implementati con risorse adeguate dalla piattaforma host.

Quali sono i tipi di tecnologia dei container?

Di seguito sono forniti alcuni esempi delle più comuni tecnologie utilizzate dagli sviluppatori per la containerizzazione.

Docker

Docker, o Docker Engine, è un software open-source per lo sviluppo e la gestione dei container che consente agli sviluppatori di software di creare, implementare e testare applicazioni containerizzate su varie piattaforme. I contenitori Docker sono pacchetti autonomi di applicazioni e file correlati creati con il framework Docker.

Linux

Linux è un sistema operativo open-source con tecnologia container integrata. I container Linux sono ambienti autonomi che consentono di eseguire su un singolo computer host più applicazioni basate su Linux. Gli sviluppatori di software utilizzano i container Linux per implementare applicazioni che scrivono o leggono grandi quantità di dati. I container Linux non copiano l'intero sistema operativo nel loro ambiente virtualizzato, ma racchiudono le funzionalità necessarie allocate nello spazio dei nomi Linux.

Kubernetes

Kubernetes è un popolare orchestratore di container open-source utilizzato dagli sviluppatori di software per implementare, scalare e gestire un gran numero di microservizi. Ha un modello dichiarativo che semplifica l'automazione dei container. Il modello dichiarativo garantisce che Kubernetes intraprenda le azioni appropriate per soddisfare i requisiti in base ai file di configurazione.

Cos'è una macchina virtuale?

Una macchina virtuale (VM) è una copia digitale dell'hardware fisico e del sistema operativo della macchina host. Una macchina host potrebbe avere diverse VM che condividono CPU, archiviazione e memoria. Un hypervisor, ossia un software che monitora le VM, alloca le risorse di elaborazione a tutte le VM, indipendentemente dal fatto che le applicazioni le utilizzino.

La containerizzazione rispetto alle macchine virtuali

La containerizzazione è un concetto simile, ma migliorato di VM. Invece di copiare il livello dell'hardware, la containerizzazione rimuove il livello del sistema operativo dall'ambiente autonomo. Ciò consente all'applicazione di funzionare indipendentemente dal sistema operativo host. La containerizzazione previene lo spreco di risorse perché alle applicazioni vengono fornite solo ed esclusivamente le risorse di cui hanno realmente bisogno.

Che cos'è l'elaborazione serverless?

L'elaborazione serverless si riferisce a una tecnologia di cloud computing in cui il fornitore di servizi cloud gestisce completamente l'infrastruttura server che alimenta un'applicazione. Ciò significa che gli sviluppatori e le organizzazioni non devono configurare, mantenere o fornire risorse sul server cloud. L'elaborazione serverless consente alle organizzazioni di dimensionare automaticamente le risorse informatiche in base al carico di lavoro.

Confronto tra containerizzazione ed elaborazione serverless

L'elaborazione serverless consente l'implementazione istantanea delle applicazioni perché non sono coinvolte dipendenze come librerie o file di configurazione. Il fornitore del cloud non addebita costi per le risorse di elaborazione quando l'applicazione serverless è inattiva. I container, d'altra parte, hanno maggiore portabilità, offrendo agli sviluppatori il controllo completo dell'ambiente dell'applicazione.

Cosa significa nativo per il cloud?

Il metodo nativo per il cloud è un metodo di sviluppo software che crea, testa e implementa un'applicazione nel cloud. Il termine nativo per il cloud indica che l'applicazione nasce e risiede in un ambiente di cloud computing. Le organizzazioni creano applicazioni native per il cloud perché sono altamente scalabili, resilienti e flessibili.

Containerizzazione e metodo nativo per il cloud

Lo sviluppo di applicazioni native per il cloud richiede tecnologie e approcci diversi rispetto alle applicazioni monolitiche convenzionali. La containerizzazione è una delle tecnologie che consente agli sviluppatori di creare applicazioni native per il cloud. Funziona con altre tecnologie native per il cloud, come mesh di servizi e API, per consentire ai microservizi di funzionare in modo coerente in un'applicazione nativa per il cloud.

Cos'è AWS App2Container?

AWS App2Container è uno strumento di containerizzazione che consente agli sviluppatori di software di modernizzare le applicazioni legacy. Gli sviluppatori utilizzano App2Container per trasformare le applicazioni Java e .NET in applicazioni containerizzate:

App2Container fornisce strumenti standard per la migrazione di applicazioni basate su piattaforme esistenti nell'ambiente AWS.
Con App2Container, agli sviluppatori viene garantita la sicurezza durante il dimensionamento delle applicazioni cloud.
Gli sviluppatori utilizzano App2Container per semplificare l'identificazione delle dipendenze e delle configurazioni durante la creazione di immagini di container.

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