Portabilidade na nuvem: Nuvem nativa e contêineres

As tecnologias nativas da nuvem, como contêineres ou computação sem servidor, são essenciais para a criação de aplicativos altamente portáteis na nuvem. Você pode projetar aplicativos mais resilientes, dimensionáveis e adaptáveis a ambientes em constante mudança aproveitando essas tecnologias. Podemos explicar esses três benefícios em uma palavra: portável.

Ao contrário dos modelos monolíticos, que se tornam incômodos e quase impossíveis de gerenciar, as arquiteturas de microsserviços nativos da nuvem são modulares. Essa abordagem lhe dá a liberdade de escolher a ferramenta certa para o trabalho, um serviço que desempenha uma função específica e a faz bem. É aqui que a abordagem nativa da nuvem se destaca, pois oferece um processo eficiente de atualização e substituição de componentes individuais sem afetar toda a carga de trabalho. O desenvolvimento com uma mentalidade nativa da nuvem leva a uma abordagem declarativa da implementação: o aplicativo, as pilhas de software de suporte e as configurações do sistema.

Por que contêineres?

Pense nos contêineres como máquinas virtuais superleves projetadas para uma tarefa específica. Os contêineres também são efêmeros - estão aqui em um minuto e desaparecem no minuto seguinte - e não há persistência. Em vez disso, a persistência é vinculada ao armazenamento em bloco ou a outras montagens no sistema de arquivos do host, mas não no próprio contêiner.

A colocação de aplicativos em contêineres os torna portáteis! Posso fornecer uma imagem de contêiner, e você poderá implantá-la e executá-la em diferentes sistemas operacionais e arquiteturas de CPU. Como os aplicativos em contêineres são unidades independentes que são empacotadas com todas as dependências, bibliotecas e arquivos de configuração necessários, o código não precisa ser alterado entre diferentes ambientes de nuvem. Dessa forma, veja como os contêineres levam à portabilidade em um design nativo da nuvem.

• Virtualização leve: Os contêineres fornecem um ambiente isolado para a execução de aplicativos, compartilhando o kernel do sistema operacional host, mas isolando processos, sistemas de arquivos e recursos de rede.
  
• Portátil e consistente: Os contêineres empacotam aplicativos e suas dependências juntos, garantindo que sejam executados de forma consistente em diferentes ambientes, do desenvolvimento à produção.
  
• Eficiência de recursos: Os contêineres consomem menos recursos do que as máquinas virtuais, pois isolam os processos e compartilham o kernel do sistema operacional host; eles não exigem a sobrecarga de executar um sistema operacional "convidado" separado sobre o sistema operacional host.
  
• Inicialização e implementação rápidas: Os contêineres são iniciados rapidamente, pois não precisam inicializar um sistema operacional completo, o que os torna ideais para cenários de implantação, dimensionamento e recuperação rápidos.
  
• Infraestrutura imutável: Os contêineres são projetados para serem imutáveis, ou seja, não mudam depois de criados, o que simplifica os processos de implementação, controle de versão e reversão e ajuda a garantir um comportamento consistente em todos os ambientes.

Quando você deve considerar os contêineres?

Os contêineres permitem que você mantenha a consistência. Certos aspectos do desenvolvimento serão omitidos na preparação e na produção; por exemplo, as saídas de depuração detalhadas. Mas o código que é enviado do desenvolvimento permanecerá intacto durante os ciclos de teste e implantação.

Os contêineres são muito eficientes em termos de recursos e superleves. Embora tenhamos mencionado que os contêineres são semelhantes a máquinas virtuais, eles podem ter dezenas de megabytes, em vez dos gigabytes com os quais estamos acostumados em VMs gigantes (ou até menores, mas utilizadas de forma desnecessária). Quanto mais leves forem, mais rapidamente serão inicializados, o que é importante para obter elasticidade e escala horizontal de desempenho em ambientes dinâmicos de computação em nuvem. Os contêineres também são projetados para serem imutáveis. Se algo mudar, você não incorpora as novas alterações no contêiner; basta desmontá-lo e criar um novo contêiner. Com isso em mente, aqui estão outras considerações ao decidir se os contêineres devem fazer parte do seu modelo nativo de nuvem.

• Consistência de implantação aprimorada: Os contêineres empacotam aplicativos e suas dependências juntos, garantindo um comportamento consistente em diferentes ambientes, simplificando a implantação e reduzindo o risco de problemas relacionados à configuração.
  
• Escalabilidade aprimorada: Os contêineres permitem o dimensionamento rápido dos aplicativos, ativando rapidamente novas instâncias para lidar com o aumento da demanda, otimizando o uso de recursos e melhorando o desempenho geral do sistema.
  
• Utilização econômica de recursos: Os contêineres consomem menos recursos do que as máquinas virtuais tradicionais, permitindo que as empresas executem mais instâncias no mesmo hardware, o que leva a uma economia de custos na infraestrutura de nuvem.
  
• Ciclos de desenvolvimento e teste mais rápidos: Os contêineres facilitam uma transição perfeita entre os ambientes de desenvolvimento, teste e produção, simplificando o processo de desenvolvimento e acelerando o lançamento de novos recursos e correções de bugs.

• Gerenciamento simplificado de aplicativos: As plataformas de orquestração de contêineres gerenciam a implantação, o dimensionamento e a manutenção de aplicativos em contêineres, automatizando muitas tarefas operacionais e reduzindo a carga das equipes de TI.

Práticas recomendadas de contêineres

Há muitas maneiras de executar seus contêineres, e todas elas são interoperáveis. Por exemplo, ao migrar de AWS, basta reimplantar as imagens de contêineres no novo ambiente e pronto, você e sua carga de trabalho estarão prontos. Há diferentes ferramentas e mecanismos que podem ser usados para executar contêineres. Todos eles têm utilização de recursos e preços diferentes. Se estiver hospedando com a Linode (serviços de computação em nuvem da Akamai), você poderá executar seus contêineres usando nosso Linode Kubernetes Engine (LKE). Você também pode ativar o Podman, o HashiCorp Nomad, o Docker Swarm ou o Compose em uma máquina virtual.

Essas ferramentas de padrão aberto permitem que você passe rapidamente pelo desenvolvimento e teste com o valor agregado do gerenciamento simplificado ao usar um serviço como o LKE. O Kubernetes se torna seu plano de controle. Pense nele como um plano de controle com todos os botões e mostradores para orquestrar seus contêineres com ferramentas criadas em padrões abertos. Além disso, se decidir usar uma oferta nativa da plataforma, como o AWS Elastic Container Service (ECS), você pagará por um tipo diferente de utilização.

Outra parte importante dos contêineres é entender o que você usa para armazenar e acessar as imagens dos contêineres, conhecidas como registros. Geralmente, recomendamos o uso do Harbor. Um projeto do CNCF, o Harbor permite que você execute seu registro de contêiner privado, permitindo que você controle a segurança em torno dele.

Sempre faça testes e tenha um conjunto de testes de regressão muito detalhado para garantir que seu código seja da mais alta qualidade em termos de desempenho e segurança. Os contêineres também devem ter um plano para falhas. Se um contêiner falhar, como é o mecanismo de repetição? Como ele será reiniciado? Que tipo de impacto isso terá? Como meu aplicativo se recuperará? Os dados com estado persistem no volume mapeado ou na montagem de ligação?

Aqui estão algumas práticas recomendadas adicionais para usar contêineres como parte do seu modelo de desenvolvimento nativo da nuvem.

• Use imagens de base leves: Comece com uma imagem de base leve, como Alpine Linux ou BusyBox, para reduzir o tamanho geral do contêiner e minimizar a superfície de ataque.
  
• Use a orquestração de contêineres: Use ferramentas de orquestração de contêineres, como Kubernetes, HashiCorp Nomad, Docker Swarm ou Apache Mesos, para gerenciar e dimensionar contêineres em vários hosts.
  
• Use registros de contêineres: Use registros de contêineres, como Docker Hub, registro de pacotes do GitHub, registro de contêineres do GitLab, Harbor etc., para armazenar e acessar imagens de contêineres. Isso facilita o compartilhamento e a implantação de imagens de contêineres em vários hosts e ambientes de computação.
  
• Limite os privilégios dos contêineres: Limite os privilégios dos contêineres apenas àqueles necessários para a finalidade pretendida. Implante contêineres sem raiz sempre que possível para reduzir o risco de exploração se um contêiner for comprometido.
  
• Implemente restrições de recursos: Defina restrições de recursos, como limites de CPU e memória, para evitar que os contêineres usem muitos recursos e afetem o desempenho geral do sistema.
  
• Mantenha os contêineres atualizados: mantenha as imagens de contêineres atualizadas com os patches e atualizações de segurança mais recentes para minimizar o risco de vulnerabilidades.
  
• Teste os contêineres minuciosamente: Antes de implantá-los na produção, certifique-se de que eles funcionem conforme o esperado e estejam livres de vulnerabilidades. Automatize os testes em cada estágio com pipelines de CI para reduzir o erro humano.
  
• Implemente backup e recuperação de contêineres: Implemente uma estratégia de backup e recuperação para dados persistentes com os quais os contêineres interagem para garantir que as cargas de trabalho possam se recuperar rapidamente em caso de falha ou desastre.