Il termine "Contenitore" nel mondo della tecnologia si riferisce a un'unità standard di software che racchiude il codice e tutte le sue dipendenze, in modo che l'applicazione venga eseguita in modo rapido e affidabile da un ambiente informatico all'altro. I contenitori sono pacchetti leggeri, autonomi ed eseguibili che includono tutto il necessario per eseguire un software, inclusi codice, runtime, strumenti di sistema, librerie di sistema e impostazioni.
L’emergere dei container
Il concetto di containerizzazione nel software è iniziato alla fine degli anni '70 e all'inizio degli anni '80 con l'avvento delle chiamate di sistema chroot in Unix. Tuttavia, è stato solo negli anni 2000 che la tecnologia ha visto l’ascesa dei container con il sistema operativo Linux e il loro intrinseco isolamento dello spazio dei nomi. La prima implementazione moderna e di grande successo di container è arrivata dalla piattaforma open source Docker nel 2013, rivoluzionando il modo in cui le applicazioni vengono implementate e distribuite.
Svelare i contenitori: espandere il concetto
Un contenitore è un'astrazione a livello dell'applicazione, che incapsula il codice e le dipendenze dell'applicazione. In termini più semplici, i contenitori sono come VM (macchine virtuali) leggere ma senza il sovraccarico derivante dal raggruppamento di un sistema operativo completo.
Mentre le macchine virtuali emulano l'hardware di un computer fisico, consentendo l'esecuzione di più sistemi operativi su una macchina fisica, i contenitori consentono l'esecuzione di più applicazioni o servizi su un singolo sistema operativo, condividendo il kernel del sistema operativo ma isolando i processi applicativi gli uni dagli altri. I contenitori sono quindi molto più leggeri e si avviano molto più rapidamente delle macchine virtuali.
Sotto il cofano: la struttura interna e il funzionamento dei contenitori
I contenitori sono composti da due componenti principali: le immagini del contenitore e il runtime. L'immagine è uno snapshot statico del codice, delle configurazioni e delle dipendenze dell'applicazione. Il runtime è l'ambiente in cui il contenitore viene eseguito e interagisce con il sistema operativo host.
I contenitori funzionano isolando processi e risorse di sistema come CPU, memoria, I/O del disco, rete, ecc., su un sistema operativo host. Ciò si ottiene utilizzando funzionalità del kernel Linux come cgroup e spazi dei nomi.
Caratteristiche principali dei contenitori
I contenitori offrono una miriade di vantaggi, tra cui:
- Isolamento: Ogni contenitore opera in un ambiente applicativo separato, il che significa che non interferisce con altri contenitori o con il sistema host.
- Portabilità: i contenitori possono essere eseguiti su qualsiasi sistema che supporti la tecnologia di containerizzazione, indipendentemente dall'hardware o dal sistema operativo sottostante.
- Efficienza: I contenitori condividono il kernel del sistema host, rendendoli leggeri ed efficienti rispetto alle macchine virtuali a tutti gli effetti.
- Scalabilità: I contenitori possono essere rapidamente aumentati o ridotti in base alla domanda, rendendoli ideali per il cloud computing.
- Immutabilità: l'applicazione in un contenitore rimane invariata nei diversi ambienti.
Varietà di contenitori
Oggi sono disponibili diversi tipi di tecnologie per container:
| Nome | Descrizione |
|---|---|
| Docker | La piattaforma di containerizzazione più popolare, che offre un kit di strumenti completo per la creazione e la gestione dei container. |
| LXC | Sta per Linux Containers, fornisce un ambiente virtuale leggero che imita un computer separato. |
| rkt (Razzo) | Sviluppato da CoreOS, offre un'interfaccia della riga di comando per l'esecuzione di contenitori. |
| ApriVZ | Una soluzione di virtualizzazione basata su container per Linux. |
| Contenitore | Un runtime standard del settore per la creazione di soluzioni container. |
Applicazione dei contenitori: problemi e risoluzioni
I contenitori sono utilizzati in una moltitudine di ambienti, tra cui:
- Sviluppo: I contenitori garantiscono che il codice funzioni in modo uniforme su diverse piattaforme, eliminando il problema "funziona sulla mia macchina".
- Test: gli ambienti di test possono essere replicati utilizzando contenitori per test coerenti.
- Distribuzione: i contenitori offrono la possibilità di eseguire la distribuzione in modo coerente in ambienti diversi (dallo sviluppo alla produzione).
- Architettura dei microservizi: I contenitori sono ideali per l'esecuzione di microservizi poiché offrono isolamento e controllo delle risorse.
Tuttavia, i contenitori presentano anche sfide quali la gestione del ciclo di vita del contenitore, della rete, della sicurezza e dell'archiviazione persistente. Questi problemi vengono generalmente risolti utilizzando strumenti di orchestrazione dei container come Kubernetes, Docker Swarm e OpenShift, che forniscono soluzioni per la distribuzione automatizzata, il ridimensionamento, il networking e la gestione delle applicazioni containerizzate.
Contenitori e tecnologie simili
| Attributo | Contenitore (Docker) | Macchina virtuale |
|---|---|---|
| Tempo di avvio | Secondi | Minuti |
| Misurare | Decine di MB | Decine di GB |
| Prestazione | Quasi nativo | Più lento a causa dell'emulazione hardware |
| Portabilità | Alto (indipendente dal sistema operativo) | Inferiore (specifico del sistema operativo) |
| Densità | Alto (più istanze per host) | Basso (meno istanze per host) |
Prospettive e tecnologie future nella containerizzazione
Il futuro dei container è strettamente legato all’evoluzione delle applicazioni cloud-native, delle architetture di microservizi e delle pratiche DevOps. Con il continuo sviluppo di sistemi di orchestrazione dei container come Kubernetes e di tecnologie di service mesh come Istio, i container diventeranno sempre più centrali per una progettazione di sistemi efficiente, scalabile e resiliente.
La sicurezza avanzata dei container, la gestione dei dati nei container e la distribuzione/gestione automatizzata dei container tramite l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico sono alcune delle aree su cui si concentrerà la futura tecnologia dei container.
Server proxy e contenitori
I server proxy possono essere impiegati in ambienti containerizzati per gestire la comunicazione tra contenitori e reti esterne. Forniscono una varietà di funzionalità, come il filtraggio del traffico, il bilanciamento del carico e il servizio di rete sicuro. I proxy inversi come Nginx e Traefik vengono spesso utilizzati con applicazioni containerizzate per instradare il traffico e fornire la terminazione SSL.
Nei casi d'uso più complessi, le mesh di servizi vengono distribuite in ambienti containerizzati, fungendo da infrastruttura di comunicazione. Forniscono funzionalità come rilevamento dei servizi, bilanciamento del carico, crittografia, osservabilità, tracciabilità, autenticazione e autorizzazione e supporto per l'interruzione del circuito.
Link correlati
Per ulteriori informazioni sui contenitori, fare riferimento alle seguenti risorse:
- Documentazione Docker: https://docs.docker.com/
- Documentazione Kubernetes: https://kubernetes.io/docs/home/
- Contenitori Linux: https://linuxcontainers.org/
- Progetto Container: https://containerd.io/
- Iniziativa Open Container: https://www.opencontainers.org/
