Introdução aos contêineres: o que é tecnologia de contêineres, o que é Kubernetes e por que você precisa deles?

O que são contêineres?

Os contêineres permitem que um aplicativo seja executado de forma consistente e confiável, independentemente do sistema operacional ou do ambiente de infraestrutura. Os contêineres fazem isso agregando tudo o que um serviço precisa para ser executado — código, tempo de execução, ferramentas do sistema, bibliotecas e configurações —, criando um pacote portátil, autônomo e executável.

Para que se usa um contêiner?

Os contêineres representam o futuro da computação, juntamente com tecnologias como DevOps, nativo da nuvem, IA e machine learning. Os casos de uso comuns incluem:

• Modernizar aplicativos existentes na nuvem
• Criar novos aplicativos que maximizem os benefícios dos contêineres
• Isolar, implantar, dimensionar e oferecer suporte a microsserviços e aplicativos distribuídos
• Potencializar a eficiência/eficácia do DevOps por meio de criação/teste/implantação simplificados
• Fornecer aos desenvolvedores ambientes de produção consistentes, isolados de outros aplicativos e processos
• Simplificar e acelerar funções repetitivas
• Viabilizar ambientes de computação híbrida e multicloud, já que os contêineres podem ser executados de forma consistente em qualquer lugar

O que é conteinerização?

A conteinerização — o ato de criar um contêiner — envolve puxar apenas o aplicativo/serviço que você precisa executar, juntamente com suas dependências e configuração, e abstraí-lo do sistema operacional e da infraestrutura subjacente. A imagem do contêiner resultante pode ser executada em qualquer plataforma de contêiner. Vários contêineres podem ser executados no mesmo host e compartilhar o mesmo SO com outros contêineres, cada um executando processos isolados dentro de seu próprio espaço seguro. Como os contêineres compartilham o SO, a consequência é ser capaz de executar cada contêiner usando significativamente menos recursos do que se cada um fosse uma máquina virtual (VM) separada.

Quais são os benefícios dos contêineres?

• Contêineres são leves: como estão isolados da camada do SO, os contêineres são eficientes e leves em recursos em comparação com as máquinas virtuais.
• Contêineres são portáteis: como o contêiner inclui todas as dependências e configurações, você pode escrever uma vez e mover entre ambientes.
• Contêineres são escaláveis: devido ao tamanho pequeno, os contêineres são ativados rapidamente, dimensionados em tempo real, desativados quando não estão em uso e reiniciados com agilidade quando necessário.
• Contêineres podem ser econômicos: por meio de menor demanda de recursos e dimensionamento inteligente, os contêineres oferecem uma solução resiliente, ágil e econômica.
• Contêineres exigem que você gerencie menos infraestrutura: os contêineres forçam você a chegar à essência do que realmente precisa para oferecer uma experiência que melhor atenda aos clientes. Isso facilita o gerenciamento da infraestrutura, pois há menos infraestrutura para gerenciar.
• Contêineres possibilitam foco: as equipes de TI gastarão menos tempo com sistemas operacionais convidados e hardware físico, permitindo que se envolvam com projetos essenciais aos negócios.
• Contêineres aceleram o desenvolvimento: os contêineres fornecem um ambiente estável e previsível, no qual a CPU/memória é otimizada e o código é abstraído da infraestrutura para gerar portabilidade.
• Contêineres desbloqueiam a arquitetura moderna: usando contêineres, os desenvolvedores conseguem acelerar o desenvolvimento ao dividir os aplicativos em microsserviços que, quando implantados, podem ser dimensionados individualmente.

Quais são os desafios dos contêineres?

• Contêineres são relativamente novos: o Kubernetes foi lançado em 2014 e rapidamente ganhou aceitação no mercado. O fato de ser uma "tecnologia em alta" pode tornar difícil encontrar tecnólogos experientes que saibam trabalhar em ambientes conteinerizados.
• Nem todos os serviços são conteinerizados: se o seu aplicativo depende de serviços que não estão conteinerizados, talvez seja necessário investir pesado para transformá-lo numa solução em contêiner.
• Contêineres exigem mudanças no processo e nas habilidades: os contêineres podem acelerar sua transição para um desenvolvimento mais ágil e eficiente, mas isso talvez signifique mudanças importantes nos processos atuais de desenvolvimento, implantação, revisão e monitoramento. Da mesma forma, as equipes existentes talvez precisem ser ajustadas e retreinadas.
• A tecnologia está evoluindo com velocidade: isso não é exclusivo para contêineres, mas a natureza acelerada da tecnologia de contêineres significa que você precisa de pessoas (ou parceiros) à mão para tomar decisões sólidas, reduzir riscos e garantir que a implementação não seja obstruída pela inércia corporativa.
• Contêineres não são uma solução mágica: faça uma lista de benefícios e os contêineres talvez pareçam ideais, mas qualquer transição requer séria ponderação. Você deve entender o que tem à mão para trabalhar, o que vai funcionar e o que não vai — ou encontrar alguém para ajudá-lo a fazer isso.

Contêineres versus máquinas virtuais

Tanto contêineres como máquinas virtuais são "pacotes". O contêiner é um pacote que inclui seu aplicativo e tudo o que ele precisa para ser executado, exceto o sistema operacional. A máquina virtual é um pacote que inclui seu aplicativo e tudo o que ele precisa ser executado, incluindo o próprio sistema operacional.

Você pode executar vários contêineres em um único sistema operacional. E pode executar várias máquinas virtuais em um único hardware. Pode até executar contêineres em máquinas virtuais.

Uma das principais vantagens dos contêineres em relação às máquinas virtuais é que, como não incluem o sistema operacional, os contêineres exigem menos recursos do sistema e menor custo computacional. Também tendem a ser mais rápidos para iniciar/parar e são ultraportáteis em todos os ambientes. Mas eles ainda ocupam a capacidade da infraestrutura quando estão ociosos, o que pode gerar custos desnecessários.

Docker versus Kubernetes

A tecnologia Docker torna possível criar e executar contêineres, sendo o padrão do setor para o que define um "contêiner". O Kubernetes (abreviado como k8s) torna possível gerenciar (ou "orquestrar") todas as cargas de trabalho conteinerizadas, incluindo provisionamento, rede, balanceamento de carga, proteção e dimensionamento. O Docker pode rodar de forma autônoma sem o Kubernetes, mas o Kubernetes não funciona sem um serviço de contêiner como o Docker.

A partir de 2021, o Docker detém praticamente todo o mercado na área de conteinerização. Existem muitos produtos Kubernetes concorrentes no mercado, com o Kubernetes autogerenciado instalado em 50% das empresas entrevistadas pela StackRox. Os cinco principais são Kubernetes autogerenciado (50%), Amazon EKS (44%), Azure AKS (31%), RedHat OpenShift (22%) e Amazon ECS (20%).

O que é orquestração de contêineres?

Se você tem apenas um punhado de contêineres e dois ou três aplicativos, a orquestração de contêineres pode não ser necessária. Mas assim que os números crescem, as coisas se complicam. A orquestração de contêineres do Kubernetes possibilita implantar, escalonar e gerenciar automaticamente milhares de aplicativos conteinerizados.

Os benefícios da orquestração de contêineres do Kubernetes incluem:

• Descoberta de serviços e balanceamento de carga
• Montar automaticamente os sistemas de armazenamento da sua escolha
• Distribuição e reversão automatizadas
• Uso ideal de recursos
• Kubernetes com autorrecuperação (reiniciar contêineres com falha; eliminar aqueles que não respondem a verificações de integridade definidas pelo usuário)
• Armazenar e gerenciar informações sensíveis
• Implantar e atualizar configurações sem recompilar as imagens do contêiner

Quais são as principais ferramentas e tecnologias de contêiner?

Docker e Kubernetes são os grandes nomes na área de contêineres. O Docker é uma plataforma de contêiner de código aberto. O Kubernetes é a opção mais popular para orquestração de contêineres — embora existam alternativas como Docker Swarm e VMware Tanzu. Os principais provedores de nuvem, como AWS, Google e Microsoft Azure, também oferecem produtos de contêiner como serviço (CaaS).

Quando os contêineres são a melhor opção e quando você deve considerar algo diferente?

Os contêineres são uma ótima opção se você estiver criando um novo aplicativo a partir do zero, procurando aplicar uma arquitetura baseada em microsserviços ou querendo uma solução ultraportátil que possa ser construída só uma vez e implantada em qualquer lugar. Mas e quanto aos seus aplicativos monolíticos existentes?

Assim como algumas máquinas físicas não se convertem em máquinas virtuais, aplicativos que exigem muitos recursos podem não ser bons candidatos para contêineres. Para transformar um aplicativo sedento de CPU e RAM em um contêiner, seria preciso dividir o funcionamento dele. Isso exigiria tempo e dinheiro para desenvolvimento em troca de pouco ou nenhum benefício e, portanto, não seria justificável.

Soluções de contêiner da Rackspace Technology

Os especialistas da Rackspace Technology possuem ampla experiência em arquitetar e projetar soluções para plataformas conteinerização. Adotamos uma abordagem agnóstica, usando a plataforma de orquestração de contêineres que proporcionará o maior valor — abrangendo Kubernetes, DockersWarm e Rancher e ferramentas nativas da nuvem, como ECS, EKS, AKS e GKE. Desde o início da sua iniciativa de conteinerização, nossos especialistas trabalharão em estreita colaboração com você para entender sua arquitetura de aplicativos e, em seguida, projetar e construir uma solução de contêineres completa que integre redes, volumes, recursos computacionais e muito mais. Comece sua jornada de conteinerização hoje mesmo.