Quem é da área de TI sabe como o setor é dinâmico e se renova a cada dia. A transformação digital e a adoção massiva da tecnologia nas empresas, de todos os segmentos e portes, aumentou muito a demanda por soluções tecnológicas, tanto em suporte, como em desenvolvimento de sistemas personalizados. Esses sistemas são desenvolvidos em ambientes isolados nos servidores, muita gente já ouviu falar em máquinas virtuais, mas você sabe o que são containers?
Pois neste post vamos falar sobre a tecnologia docker e como ela vem para revolucionar o modelo de ambientes virtualizados, oferecendo uma alternativa muito mais leve e versátil do que as máquinas virtuais, e vem se mostrando como a grande tendência para o setor.
Quer saber o que é container docker, seu conceito, aplicações, benefícios e como os profissionais devem se preparar para esse novo cenário? Continue a leitura.
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O que são containers e para que servem?
Container nada mais é do que um ambiente isolado contido em um servidor que, diferentemente das máquinas virtuais, divide um único host de controle. Para contextualizar melhor, vamos imaginar um navio cargueiro com vários containers dentro. Se um dos recipientes se danificar, não afetará os outros ou o navio, pois cada um está isolado e protegido.
Esse isolamento de container, trazendo de volta para o mundo do desenvolvimento, possibilita uma utilização limitada do HD, memória RAM e processador. Ao utilizar um tipo de compartilhamento de kernel, os containers apresentam uma capacidade de economia de recursos maior do que as máquinas virtuais.
O que é Docker?
Provavelmente você já ouviu o termo container junto de docker, como se fosse uma coisa só, não é mesmo? O Docker é uma plataforma Open source que foi desenvolvida na linguagem de programação do Google, o Go. O Funcionamento do docker é possibilitado pelo Linux container — LXC — que nada mais é do que um sistema do kernel do Linux.
É exatamente isso que possibilita a utilização de recursos isolados, diferentemente do que seria em uma máquina virtual, que depende da criação de um sistema operacional completo para cada módulo.
Em suma, podemos dizer que o docker junta as partes de softwares de um sistema de arquivo completo e reúne os recursos essenciais para a sua boa execução. Isso significa que os recursos são instalados no servidor e armazenados nos containers, dessa forma, os softwares poderão ser executados facilitadamente em diferentes ambientes de desenvolvimento.
Podemos dizer, então, que o docker separa os recursos e utiliza as bibliotecas de kernel em comum com outros containers. Essa facilidade em trabalhar sempre com as bibliotecas do sistema operacional do servidor, torna o container docker portável e possibilita a implantação em ambientes heterogêneos e o trabalho em conjunto.
Toda essa portabilidade e agilidade de implantação, sem a necessidade de um sistema operacional por módulo, faz com que o container docker ganhe cada vez mais mercado mundo afora, principalmente com o crescimento da computação em nuvem.
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Para que serve o container docker?
Agora que você já sabe o básico sobre o que é container docker, vamos entender de forma mais aplicada o seu funcionamento. Boa parte das grandes e médias empresas ainda apostam em softwares como ERPs e CRMs, que iniciam como projetos básicos e se tornam ineficientes com o passar do tempo, graças aos seus códigos fontes estáticos e monolíticos.
O container surge como uma alternativa a isso, pois, esse modelo de desenvolvimentos é feito em diferentes etapas. A aplicação é dividida em componentes menores, também conhecidos como microsserviços. Com essa desagregação, os desenvolvedores conseguem, então, adotar um tipo de arquitetura que melhora a eficiência operacional.
Nesse cenário, há um código fonte para cada componente do software, permitindo assim a divisão em estágios, como por exemplo, ambiente de testes, virtual e de produção.
O container encapsula todos esses componentes e garante uma performance consistente, com um pacote único, leve, que permite a execução de aplicativos com consistência em ambientes físicos ou virtualizados. O sistema responsável pela comunicação entre cliente e o servidor é o docker, por meio de uma API.
Como funciona um container docker?
A plataforma utiliza um conjunto de recursos que possibilita a criação e administração dos containers, até mesmo a limitação de recursos é feita no docker. Entre esses conjuntos de recursos estão, a biblioteca lib container, que realiza a comunicação entre o Docker Daemon e o backend.
Outro fator importante a ser colocado aqui é que o docker funciona em camadas, ou seja, cada container é montado por meio de chroot, namespaces, cgroups e outras funcionalidades do Kernel. São essas layers que garantem o isolamento da área de sua aplicação.
Isso significa que, no docker, o kernel monta o rootfs apenas no modo de leitura e depois um arquivo de sistema é criado, como read-write sobre o rootf. Em seguida, o kernel substitui a partição raíz, como read-only e insere um novo file system sobre o rootfs.
O container fica pronto para executar a imagem depois do carregamento do rootfs, pois ele também é uma das camadas read-write que foi criada a partir de uma imagem de leitura.
É isso tudo que faz com que o container docker seja uma excelente ferramenta para DevOps. Para os administradores de sistema, um dos maiores benefícios é a flexibilidade, baixo custo e redução da área ocupada. Já os desenvolvedores ganham em liberdade para focar na sua atividade principal.
Máquinas virtuais vs container docker: quais as diferenças?
Agora vamos a uma das principais questões em relação ao container docker: quais são as diferenças entre esse modelo e as máquinas virtuais? Primeiramente, devemos explicar que o container dispensa o uso do hypervisor — tão presente nas virtualizações — esse processo passa para o docker. Para exemplificar melhor vamos explicar os dois modelos. Acompanhe!
Máquina virtual
Uma máquina virtual, também muito conhecida aqui no Brasil por seu nome em inglês, Virtual Machine, ou VM, como o próprio nome sugere, consiste na criação de uma um hardware fictício com um sistema operacional completo. A execução é feita em um servidor físico para que haja emulação do ambiente desejado.
O sistema que possibilita essa virtualização é o hypervisor, que se localiza entre o sistema operacional e o hardware. Bom exemplos de hypervisores são o Virtualbox, VMWare e Hyper-V.
Em uma mesma máquina podem rodar vários VMs, com os mais distintos sistemas operacionais e seus próprios kernels, binários, aplicativos e bibliotecas, ocupando um espaço considerável do servidor.
É fato que a as máquinas virtuais foram um avanço muito grande para os desenvolvedores, pois conferem a oportunidade de testar e consolidar softwares para diferentes plataformas em uma única máquina, além de possibilitar testes múltiplos, sem prejudicar o equipamento hospedeiro. Isso promoveu uma série de benefícios iniciais, como a redução de custos e o aprimoramento
Contudo, mesmo com todas essas vantagens, o alto consumo de recursos do servidor ainda pesava e a comunidade de desenvolvedores seguiu trabalhando em busca de uma solução mais leve e simples.
Virtualização com o Docker
Como já vimos acima, o docker é um sistema desenvolvido na linguagem Go e permite a criação de ambientes isolados em um modelo diferente das VMs. O sistema utiliza o Linux Container como backend, não fornecendo uma máquina virtual, mas um ambiente virtual, parecido como chroot, porém, com um isolamento mais refinado.
É essa definição de recursos por container que permite a seção de recursos como processamento, memória e armazenamento. Aqui, o sistema operacional extra e o hypervisor saem de cena, pois o host mantêm contato direto com as bibliotecas nativas.
O resultado disso são os sistemas portáveis, que poderão ser levados para qualquer host que tenha o docker instalado, garantindo redução no tempo de deploy de softwares ou de uma infraestrutura.
Não será necessário reajustar o ambiente para que o serviço funcione corretamente, basta uma configuração e pronto, já pode replicá-lo.
Há também a possibilidade da criação de container apenas para o deploy, ou seja, imagens com os dockerfiles, que nada mais são do que arquivos de definição.
Uma das diferenças mais marcantes do docker para as VMs, é que os containers rodam em cima do servidor físico e de seu sistema operacional, sendo que compartilham o kernel e SO, além das bibliotecas e binários.
Um detalhe importante de se frisar é que a leveza dos containers se dá justamente por isso, já que os itens servem apenas para a leitura, que acontece de forma bem mais suave do que nas VMs.
Qual modelo escolher?
Já sabemos o que são containers Docker e que ele oferece mais leveza e portabilidade do que as máquinas virtuais, mas a escolha de qual solução adotar dependerá do tipo de projeto que você apresentará. Como sabemos, há uma diferença entre o consumo de recursos e espaço, o modelo mais moderno tem diferentes camadas que são reunidas com o Union FS.
É essa característica que torna o processo mais ágil, pois é desnecessário o rebuild para os updates das imagens. Podemos dizer, então, que os containers são mais vantajosos porque são mais rápidos, economizam recursos, os processos são realizados no host e dão a possibilidade de upload de vários containers simultaneamente, reduzindo o consumo de recursos do hardware virtual ou físico.
Por essas e outras coisas que o docker eleva o nível de virtualização e trazendo algumas vantagens adicionais para o projeto.
Quais as principais vantagens do container Docker?
Nos tópicos acima, falamos de uma forma mais genérica sobre alguns dos benefícios do container Docker, mas vamos nos aprofundar em cada um deles. Confira abaixo.
Tenha mais disponibilidade do sistema
Como do docker compartilha o sistema operacional e outros componentes, resta mais espaço livre, o que deixa os processos mais rápidos e oferece uma maior disponibilidade. Em suma, podemos dizer que, permite a máquina ficar mais leve e com mais espaço para rodar outras aplicações.
Ganhe em similaridade de ambientes
Como vimos, a transformação do sistema em uma imagem docker possibilita que ele seja implantado como container em ambientes distintos. É isso que garante a portabilidade desse modelo, que pode ser utilizado tanto em notebooks de desenvolvedores quanto no servidor de produção.
É importante ter em mente que a imagem aceita parâmetros na iniciação do container e essa situação define diferentes comportamentos, de acordo com cada ambiente. Vamos a um exemplo.
O container pode se conectar ao banco de dados local para fazer testes por meio da base de dados e credenciais, porém, quando estiver em produção, o acesso se dará por uma database com infraestrutura robusta, que traz a suas próprias credenciais.
É importante frisar que ambientes similares impactam a análise de erros e a confiabilidade do processo de entrega contínua, de forma satisfatória.
Ganhe a possibilidade de compartilhamento
Outro benefício que o Docker oferece é a possibilidade de compartilhamento de arquivos entre o host e o container, além disso, até mesmo um único volume poderá ser distribuído para outros. Se você deseja manter a persistência dos dados, o mais indicado é a segunda situação, que não atrela só host que hospeda o container.
Outro fato que você deve ficar de olho é que o container se mantêm em um nível de virtualização operacional. Isso significa que está operando em um processo de execução em um kernel dividindo-o com outros containers.
Como é feito o isolamento da memória RAM?
O Isolamento da memória RAM é feito por meio do namespace e, do mesmo modo, ocorre o isolamento de disco, rede e processador. Há o compartilhamento do kernel, porém, com a mesma leveza que teríamos com um sistema operacional dedicado.
O compartilhamento pode ser feito pela nuvem?
Sim! Isso porque a tecnologia disponibiliza um repositório com imagens e ambientes prontos, que possibilitam esse compartilhamento via cloud. Isso faz com que o Docker extrapole o limite técnico e ganhe contornos de gerência, processo e update de ambiente.
Esse processo facilita as modificações e permite uma gestão mais centralizada, principalmente em relação “as definições de ambiente. Isso faz com que o ambiente de testes se torne mais leve, o que possibilita até o download de uma solução durante uma reunião, ou o fornecimento de um padrão de melhores práticas para os profissionais.
Economize recursos
Para que você consiga entender melhor, vamos desmistificar as diferenças entre containers e imagens. Enquanto os primeiros são ambientes read-only, podemos definir a segunda como uma imagem em execução, em que é gerada uma layer extra, responsável por armazenar os dados relativos à determinada operação.
Além disso, há a possibilidade de se configurar a dependência de uma imagem em relação a outra, criando uma pilha de imagens servindo apenas para leitura. Dessa forma, é possível criar um amontoado de containers, o que resulta na economia de recursos sobre o disco que será compartilhado entre os ambientes.
Para exemplificar melhor, vamos imaginar um ambiente composto por uma imagem apache, Debian e módulo PHP. Se você quiser empregar 20 containers da pilha de imagens, não precisaria utilizar 20 vezes a quantidade de recursos que teria em 20 máquinas virtuais, por exemplo.
Isso acontece porque é utilizado espaço em disco referente aos logs e arquivos temporários de cada container. Assim, os dados ficam armazenados na layer individual.
Tenha um gerenciamento facilitado
Já sabemos que os containers podem ser executados em máquinas virtuais ou físicas e também que um grupo delas é denominado cluster. Como estamos falando de um item que necessita de monitoramento constante, foram criadas algumas ferramentas que otimizam o gerenciamento, como OpenShift e o Kubernetes, por exemplo.
O que facilita a gestão é que esses sistemas operam em conjunto com o docker, controlando o equipamento que permite a execução dos containers. Porém, os sistemas de arquivo também poderão ser gerenciados.
O que acontece é que essas ferramentas de monitoramento geram uma abstração, chamada pod, que está no mesmo nível de um componente do software. Essa solução também inclui um conjunto de um ou vários containers, armazenamento compartilhado e alternativas de operação.
Tenha a aplicação como pacote completo
Outra vantagem do uso docker, é que você terá, por meio das imagens, o empacotamento completo da aplicação e de suas dependências. Isso simplifica todo o processo de distribuição, pois não é exigida ampla documentação sobre a configuração da infraestrutura, com o objetivo de execução. Para conseguir isso, é necessário apenas disponibilizar o repositório e permitir o acesso ao usuário.
Depois disso, será possível baixar o pacote, que será facilmente executado. Outro fator importante é que haverá um impacto positivo no update, isso porque a estrutura de layers possibilita que somente a alteração seja transferida — isso em caso de modificação.
É essa medida que colabora para uma mudança rápida e simplificada do ambiente, pois somente com um comando você terá a capacidade de fazer o update da imagem, que será refletida no container que estiver em operação, quando for solicitado.
Para facilitar o armazenamento de diferentes versões de uma aplicação, as imagens poderão ser categorizadas com tags. Caso ocorra algum problema na atualização, será possível recuperar a imagem com a tag anterior.
Padronize e replique
Como as imagens do Docker são montadas por meio de arquivos de definição, o que garante um determinado padrão e assegura a confiabilidade da replicação, com esse modelo se torna mais viável escalar a estrutura.
Se houver um aumento na equipe, por exemplo, o colaborador poderá ser integrado de forma ágil e simplificada, precisando apenas de alguns comandos. Assim, ele poderá fazer o seu desenvolvimento acompanhando o padrão de toda a equipe.
Quando houver a necessidade de fazer um teste de uma versão com as imagens, será possível modificar alguns dos parâmetros de um arquivo de definição. Isso significa que, nesse cenário, é muito mais simples modificar a infraestrutura.
Utilize os repositórios
Você poderá utilizar o repositório do docker para utilizar modelos de infraestrutura prontos de aplicações e serviços na hora de fazer integrações mais complexas. Podemos citar dois exemplos mais robustos, como o banco de dados MySql e o proxy reverso nginx.
Se a aplicação que você está desenvolvendo exigir esse recurso, você terá a oportunidade de utilizar as imagens do repositório, necessitando apenas de algumas configurações para que eles se adaptem ao seu ambiente. Você sairá ganhando em tempo e na utilização de uma imagem oficial, que certamente atende às boas práticas.
Por que é importante utilizar essa tecnologia?
Não é à toa que os containers estão se popularizando e se tornando grande tendência, por suas vantagens em relação ao modelo de VMs. Primeiramente porque diminuem a estrutura, substituindo o hypervisor pelo docker engine e utilizando apenas o sistema operacional raiz.
Os dois modelos propiciam o isolamento de recursos e adicionam as bibliotecas, aplicação e arquivos necessários. A diferença é que, nas máquinas virtuais, é necessário a utilização de um sistema operacional, o que exige espaço e eleva os custos de manutenção.
Isso faz com que o docker ganhe em termos de portabilidade e leveza, além de facilitar a manutenção, pois os containers ficam sobre o mesmo sistema operacional. O que é isolado, no caso, são os processos, o que reduz a necessidade de grandes espaços.
Outro fator que contribui para que o docker ganhe mercado é a sua portabilidade, que traz grandes benefícios para os ambientes de desenvolvimento. Isso facilita a execução da aplicação no ambiente de homologação e de produção.
Há também uma redução significativa na margem de erros ou qualquer imprevisto que possa acontecer durante o deploy. Isso faz com que reduza-se o tempo de configuração de ambientes e análises sobre possíveis diferenças entre eles. No final, há uma maior integração entre as equipes de desenvolvimento e SysAdmin, resultando em um aumento expressivo de produtividade.1
Evolua no mercado com essa inovação!
Esperamos que, após a leitura deste texto, você consiga entender melhor o que são os containers e como esse modelo está mudando a forma como são feitas as virtualizações em isolamento. A tecnologia docker veio para ficar, e quem não se antenar, corre o risco de perder espaço para a concorrência.
Caberá aos profissionais de TI se aprofundarem nesse conceito, com muita prática e estudo para que consigam se manter atualizados e prontos para encarar essa nova realidade.
Gostou do post? Quer mais informações sobre o que são containers? Então, entre e contato conosco. Estamos à disposição para atendê-lo.
