کاوش پردازان برسا

مزایای کلیدی کانتینر سازی

containerization چیست؟

قبل از بررسی مزایای کلیدی کانتینر سازی به مفهوم  containerization می‌پردازیم، بسته‌بندی کد نرم‌افزار به همراه کتابخانه‌های سیستم‌عامل (OS) و وابستگی‌های موردنیاز برای اجرای کد است، تا یک فایل اجرایی سبک به نام container ایجاد شود که به طور مداوم روی هر زیرساختی اجرا می‌شود.

کانتینر( container ) واحد استانداردسازی شده نرم‌افزاری است که شامل کدها و موارد موردنیاز آن است که بر لایه سیستم‌عامل، مجازی‌سازی می‌شود تا کارآمدتر، کم‌حجم‌تر، سبک‌تر و سریع‌تر از سرور مجازی کار کند.

کانتینر داکر(Docker Container) یک واحد استانداردسازی شده از نرم‌افزار است که بسته‌های کد و هر آن چه به آن نیاز دارد تا اپلیکیشن به‌سرعت و پایدار اجرا شود و از یک واحد پردازش به واحد دیگر منتقل گردد را در خود گنجانده است.

containerها نسبت به ماشین‌های مجازی (VM) قابل‌حمل‌تر و از نظر منابع کارآمدتر هستند و به واحدهای محاسباتی واقعی برنامه‌های مدرن ابری تبدیل شده‌اند.

containerization به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد برنامه‌ها را سریع‌تر و ایمن‌تر ایجاد و اجرا کنند. با روش‌های سنتی، توسعه‌دهندگان کد را در یک محیط محاسباتی خاص می‌نویسند که هنگام انتقال به مکان جدید، اغلب منجر به اشکال و خطا می‌شود.

containerها از نظر ظرفیت ذاتاً کوچک‌تر از VMها هستند و به زمان راه‌اندازی کمتری نیاز دارند. این قابلیت به containerهای بیشتری اجازه می‌دهد تا روی همان ظرفیت محاسباتی به‌عنوان یک VM اجرا شوند و منجر به کارایی بالاتر سرور و در نتیجه کاهش هزینه‌های سرور و لایسنس می‌شود.

مهم‌تر اینکه، containerization به برنامه‌ها اجازه می‌دهد تا  یک‌بار نوشته شوند و در هر کجا اجرا شوند مثلا در سراسر مراکز داده داخلی، ابرهای ترکیبی و محیط‌های چند ابری.

کاوش پردازان برسا

 

بیشتر بخوانید 

نقد و بررسی سوئیچ سیسکو مدل C9200
5 دلیل برای انتخاب فایروال فورتی نت 1000F

معماری Containerization

Containerization از چهارلایه اصلی تشکیل شده است:

۱. زیرساخت فناوری اطلاعات (IT)

زیرساخت IT زیربنایی، لایه پایه‌ای است که شامل منابع محاسباتی فیزیکی (برای مثال، رایانه رومیزی، سرور بدون سیستم‌عامل) می‌شود.

۲. سیستم‌عامل میزبان

این لایه روی ماشین فیزیکی یا مجازی اجرا می‌شود. سیستم‌عامل منابع سیستم را مدیریت می‌کند و یک محیط زمان اجرا برای موتورهای container فراهم می‌کند.

۳. تصویر Container

موتور container که همچنین به‌عنوان موتور زمان اجرا شناخته می‌شود، محیط اجرایی برای تصاویر container (قالب‌های فقط خواندنی حاوی دستورالعمل‌هایی برای ایجاد یک container) را فراهم می‌کند. موتورهای container روی سیستم‌عامل میزبان اجرا می‌شوند و منابع را برای برنامه‌های کاربردی container شده مجازی‌سازی می‌کنند.

۴. برنامه‌های کاربردی Container شده

این لایه نهایی شامل برنامه‌های نرم‌افزاری است که در containerها اجرا می‌شوند.

container چگونه کار می‌کند؟

containerization .1 یک برنامه را به‌عنوان یک بسته نرم‌افزار اجرایی واحد در برمی‌گیرد که کد برنامه را به همراه تمام فایل‌های پیکربندی مرتبط، کتابخانه‌ها و وابستگی‌های موردنیاز برای اجرای آن بسته‌بندی می‌کند.

2. برنامه‌های container شده “ایزوله” هستند، به این معنی که آنها یک نسخه از سیستم‌عامل را در خود جای نمی‌دهند.

در عوض، یک موتور زمان اجرای container متن‌باز یا موتور container (مانند موتور زمان اجرای Docker) روی سیستم‌عامل میزبان نصب می‌شود و به کانالی برای اشتراک‌گذاری یک سیستم‌عامل با سایر containerها در همان سیستم محاسباتی تبدیل می‌شود.

3.  سایر لایه‌های container، مانند باینری‌های (bins) و کتابخانه‌های مشترک، می‌توانند بین چندین container به اشتراک گذاشته شوند.

4. جداسازی برنامه‌ها به‌عنوان containerها احتمال تأثیر کد مخرب در یک container بر سایر containerها یا نفوذ به سیستم میزبان را کاهش می‌دهد.

5. انتزاع از سیستم‌عامل میزبان، برنامه‌های container شده را قابل‌حمل و قادر به اجرا به طور یکنواخت و سازگار در هر پلتفرم یا کلودی می‌کند.

6. containerها را می‌توان به‌راحتی از یک رایانه رومیزی به یک ماشین مجازی (VM) یا از لینوکس به سیستم‌عامل ویندوز منتقل کرد. containerها همچنین به طور مداوم روی زیرساخت‌های مجازی‌سازی شده یا سرورهای فیزیکی سنتی، چه در محل یا در مرکز داده ابری اجرا می‌شوند.

Containerization .7 به توسعه‌دهندگان نرم‌افزار این امکان را می‌دهد تا برنامه‌ها را سریع‌تر و ایمن‌تر ایجاد و اجرا کنند، خواه این برنامه یک monolith سنتی (یک برنامه نرم‌افزار تک‌لایه) یا یک برنامه ماژولار ساخته شده بر اساس معماری میکروسرویس باشد.

8. توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های ابری جدید را از ابتدا به‌عنوان میکروسرویس‌های container شده بسازند، یک برنامه پیچیده را به مجموعه‌ای از سرویس‌های کوچک‌تر، تخصصی و قابل‌مدیریت تبدیل کنند.

آنها همچنین می‌توانند برنامه‌های موجود را در containerها (یا میکروسرویس‌های container شده) بسته‌بندی مجدد کنند که از منابع محاسباتی به طور کارآمدتری استفاده می‌کنند.

کاوش پردازان برسا

مجازی‌سازی در مقابل containerization

مقایسه VMها و مجازی‌سازی

ظرفیت‌سازی (containerization) اغلب با ماشین‌های مجازی (VM) مقایسه می‌شود؛ زیرا هر دو فناوری با اجازه‌دادن به انواع مختلف نرم‌افزار (مبتنی بر لینوکس یا ویندوز) برای اجرا در یک محیط واحد، کارایی محاسباتی قابل‌توجهی را ارائه می‌دهند.

  • مجازی‌سازی از یک هایپرویزور استفاده می‌کند، لایه نرم‌افزاری که روی یک کامپیوتر یا سرور فیزیکی قرار می‌گیرد و به کامپیوتر فیزیکی اجازه می‌دهد سیستم‌عامل و برنامه‌های خود را از سخت‌افزار جدا کند.
  • فناوری مجازی‌سازی به چندین سیستم‌عامل و برنامه کاربردی اجازه می‌دهد تا به طور هم‌زمان اجرا شوند و منابع یک کامپیوتر فیزیکی یا ماشین میزبان (برای مثال، CPU، حافظه و فضای ذخیره‌سازی) را به اشتراک بگذارند. به‌عنوان‌مثال، یک سازمان می‌تواند هم‌زمان ویندوز و لینوکس یا چندین نسخه از یک سیستم‌عامل را به همراه برنامه‌های مختلف روی یک سرور اجرا کند.
  • بر خلاف VM ها، containerها نسخه‌ای از سیستم‌عامل را در خود جای نمی‌دهند. در عوض، موتور زمان اجرای container روی سیستم‌عامل میزبان یا “host OS” نصب می‌شود و به کانالی تبدیل می‌شود که از طریق آن همه containerها روی سیستم محاسباتی از یک سیستم‌عامل مشترک استفاده می‌کنند.
  • سایر لایه‌های container (باینری‌ها و کتابخانه‌های مشترک) نیز می‌توانند بین چندین container به اشتراک گذاشته شوند، به همین دلیل containerها ذاتاً از یک VM ظرفیت کمتری دارند و راه‌اندازی آنها سریع‌تر است.
  • چندین container می‌توانند روی همان ظرفیت محاسباتی یک VM اجرا شوند که منجر به کارایی بالاتر سرور و کاهش هزینه‌های سرور و لایسنس می‌شود.

مزایای کلیدی کانتینر سازی

containerization مزایای قابل‌توجهی را برای توسعه‌دهندگان و تیم‌های توسعه به ارمغان می‌آورد، به‌خصوص در زمینه‌های زیر:

  1. قابل‌حمل بودن

یک container یک بسته اجرایی از نرم‌افزار ایجاد می‌کند که از سیستم‌عامل میزبان (وابسته به سیستم‌عامل میزبان نیست) جدا شده است؛ بنابراین، قابل‌حمل است و می‌تواند به طور یکنواخت و سازگار در هر پلتفرم یا کلودی اجرا شود.

  1. چابکی

توسعه و استقرار containerها چابکی را افزایش می‌دهد و به برنامه‌ها اجازه می‌دهد تا در محیط‌های ابری که به بهترین وجه نیازهای کسب‌وکار را برآورده می‌کنند، کار کنند.

  1. سرعت

containerها “سبک” هستند، به این معنی که هسته سیستم‌عامل (OS) ماشین را به اشتراک می‌گذارند. این ویژگی نه‌تنها کارایی سرور را افزایش می‌دهد، بلکه هزینه‌های سرور و لایسنس را نیز کاهش می‌دهد و درعین‌حال زمان راه‌اندازی را تسریع می‌کند، زیرا نیازی به بوت شدن سیستم‌عامل نیست.

  1. جداسازی خطا

هر برنامه container شده به‌صورت جداگانه ایزوله شده و مستقل از سایر برنامه‌ها عمل می‌کند. خرابی یک container بر عملکرد سایر containerها تأثیری نمی‌گذارد. تیم‌های توسعه می‌توانند بدون هیچ‌گونه خرابی در سایر container ها، مشکلات فنی را در یک container شناسایی و اصلاح کنند. همچنین، موتور container می‌تواند از هر تکنیک جداسازی امنیتی سیستم‌عامل – مانند کنترل دسترسی SELinux – برای جداسازی خطاها درون containerها استفاده کند.

  1. بهره‌وری

نرم‌افزاری که در محیط‌های container شده اجرا می‌شود، هسته سیستم‌عامل ماشین را به اشتراک می‌گذارد و لایه‌های برنامه درون یک container می‌تواند در بین containerها به اشتراک گذاشته شود؛ بنابراین containerها از نظر ظرفیت ذاتاً کوچک‌تر از یک VM هستند و به زمان راه‌اندازی کمتری نیاز دارند و به containerهای بسیار بیشتری اجازه می‌دهد تا روی همان ظرفیت محاسباتی به‌عنوان یک VM اجرا شوند. این قابلیت باعث افزایش بهینه‌سازی منابع و کارایی سرور شده و هزینه‌های سرور و لایسنس را کاهش می‌دهد.

  1. سهولت مدیریت

containerization، به‌خصوص زمانی که با یک پلتفرم ارکستراسیون container مانند Kubernetes همراه شود، تهیه، استقرار و مدیریت برنامه‌های کاربردی container شده را به‌صورت خودکار و ساده می‌کند.

  1. امنیت

ایزوله کردن برنامه‌ها به‌عنوان containerها ذاتاً از نفوذ کدهای مخرب برای تحت‌تأثیر قراردادن سایر containerها یا سیستم میزبان جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، مجوزهای امنیتی را می‌توان تعریف کرد تا به طور خودکار از ورود اجزای ناخواسته به containerها جلوگیری کند یا ارتباطات با منابع غیرضروری را محدود کند.

کاوش پردازان برسا

ارتباط docker و Kubernetes با کانتینرها چگونه است؟

Docker و Kubernetes هر دو به‌عنوان پلتفرم‌های محبوب برای اجرای و مدیریت کانتینرها (containers) استفاده می‌شوند، اما هر کدام نقش‌ها و وظایف مختلفی در محیط مدرن توسعه و اجرا دارند.

Docker به‌عنوان یک پلتفرم محبوب برای ساخت، توسعه و اجرای کانتینرها شناخته می‌شود. با استفاده از Docker، توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های خود را درون کانتینرها بسته‌بندی کرده و از همان محیط استقلالی و قابل‌حملی برای اجرا در محیط‌های مختلف استفاده کنند.

کانتینر داکر (Docker Container) برای اپلیکیشن‌ها تحت ویندوز و لینوکس قابل‌استفاده هستند به‌طوری‌که نرم‌افزارهای کانتینری همواره به یک‌شکل واحد و بدون وابستگی به زیرساخت اجرا می‌شوند.

Kubernetes یک سیستم مدیریت کانتینرهای متن‌باز است که به اتوماسیون و مدیریت توزیعی برنامه‌های اجرا شده در کانتینرها می‌پردازد. این بستر امکاناتی مانند مدیریت منابع، افزایش پایداری و نگهداری برنامه‌ها را در محیط‌های متنوع فراهم می‌کند.

ارتباط بین Docker و Kubernetes در این است که Kubernetes از Docker استفاده می‌کند تا کانتینرها را اجرا کند و مدیریت کند. Kubernetes از Docker محفظه‌ها (container images) استفاده می‌کند تا برنامه‌ها را اجرا کرده و مانیتور کند، درحالی‌که از منابع محاسباتی برای توزیع و مدیریت کانتینرها استفاده می‌کند. به‌این‌ترتیب، Docker برای ساخت و مدیریت کانتینرها و Kubernetes برای اداره و اجرای آن‌ها بهترین ترکیب برای اجرای اپلیکیشن‌های مقیاس‌پذیر و قابل‌حمل است.

سخن پایانی

همان‌طور که در این مقاله مشاهده کردید، کانتینرها دنیایی از امکانات را برای توسعه و استقرار نرم‌افزارها ارائه می‌کنند. از مزایای بی‌نظیر آن‌ها مانند سرعت، چابکی، مقیاس‌پذیری و امنیت گرفته تا سهولت استفاده و مقرون‌به‌صرفه بودن، کانتینرها را به ابزاری ایده‌آل برای توسعه‌دهندگان، مدیران سیستم و سازمان‌ها در هر قالبی تبدیل کرده است.

سؤالات متداول

 1- بهترین پلتفرم کانتینری کدام است؟

هیچ پاسخ واحدی برای این سؤال وجود ندارد، زیرا بهترین پلتفرم کانتینری به نیازها و ترجیحات خاص شما بستگی دارد. برخی از محبوب‌ترین گزینه‌ها عبارت‌اند از Docker، Kubernetes، Red Hat OpenShift و Rancher.

2- چگونه می‌توانم برنامه‌هایم را کانتینری سازی کنم؟

ابزارها و منابع مختلفی برای کمک به شما در کانتینری سازی برنامه‌هایتان وجود دارد. Docker یکی از محبوب‌ترین ابزارها برای کانتینری سازی برنامه‌ها است و همچنین می‌توانید از کتابخانه‌های کانتینری سازی برای زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف مانند Java، Python و . ET استفاده کنید.

3- چگونه می‌توانم کانتینرها را در محیط تولید اجرا کنم؟

گزینه‌های مختلفی برای اجرای کانتینرها در محیط تولید وجود دارد، از جمله ابزارهای ارکستراسیون کانتینری مانند Kubernetes، Swarm و Rancher. شما همچنین می‌توانید از ارائه‌دهندگان خدمات ابری مانند Amazon Elastic Container Service (ECS) و Google Kubernetes Engine (GKE) برای اجرای کانتینرها در ابر استفاده کنید.

4- چگونه می‌توانم امنیت کانتینرها را ارتقا دهم؟

اقدامات مختلفی را می‌توان برای ارتقای امنیت کانتینرها انجام داد، از جمله اسکن تصاویر برای آسیب‌پذیری‌ها، استفاده از شبکه‌های کانتینری ایزوله و اجرای هویت و مجوز مناسب.

 

برای اطلاع بیشتر از کانتینر ها می‌توانید به کارشناسان متخصص کاوش پردازان برسا تماس حاصل فرمایید و از مشاوره رایگان برخوردار شوید .

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *