Portabilidad en la nube: Nube nativa y contenedores

Las tecnologías nativas de la nube, como los contenedores o la computación sin servidor, son esenciales para crear aplicaciones altamente transportables en la nube. Puede diseñar aplicaciones más resistentes, escalables y adaptables a entornos cambiantes aprovechando estas tecnologías. Podemos explicar estos tres beneficios en una palabra: portable.

A diferencia de los modelos monolíticos, que resultan engorrosos y casi imposibles de gestionar, las arquitecturas de microservicios nativas de la nube son modulares. Este enfoque le da la libertad de elegir la herramienta adecuada para el trabajo, un servicio que hace una función específica y la hace bien. Es aquí donde brilla un enfoque nativo de la nube, ya que proporciona un proceso eficiente para actualizar y reemplazar componentes individuales sin afectar a toda la carga de trabajo. Desarrollar con una mentalidad nativa de la nube conduce a un enfoque declarativo del despliegue: la aplicación, las pilas de software de apoyo y las configuraciones del sistema.

¿Por qué contenedores?

Piense en los contenedores como máquinas virtuales superligeras diseñadas para una tarea concreta. Los contenedores también son efímeros -están aquí un minuto y desaparecen al siguiente- y no tienen persistencia. En su lugar, la persistencia se vincula al almacenamiento en bloque o a otros montajes dentro del sistema de archivos del host, pero no dentro del propio contenedor.

Containerizar aplicaciones las hace portátiles. Puedo darte una imagen de contenedor, y puedes desplegarla y ejecutarla en diferentes sistemas operativos y arquitecturas de CPU. Dado que las aplicaciones en contenedores son unidades autocontenidas que se empaquetan con todas las dependencias, bibliotecas y archivos de configuración necesarios, no es necesario cambiar el código entre distintos entornos de nube. Así pues, he aquí cómo los contenedores conducen a la portabilidad en un diseño nativo de la nube.

• Virtualización ligera: Los contenedores proporcionan un entorno aislado para ejecutar aplicaciones, compartiendo el núcleo del sistema operativo anfitrión pero aislando los procesos, los sistemas de archivos y los recursos de red.
  
• Portabilidad y coherencia: Los contenedores empaquetan las aplicaciones y sus dependencias, lo que garantiza que se ejecuten de forma coherente en distintos entornos, desde los de desarrollo hasta los de producción.
  
• Uso eficiente de los recursos: Los contenedores consumen menos recursos que las máquinas virtuales, ya que aíslan los procesos y comparten el núcleo del sistema operativo anfitrión; no requieren la sobrecarga de ejecutar un sistema operativo "invitado" independiente sobre el sistema operativo anfitrión.
  
• Arranque y despliegue rápidos: Los contenedores se inician rápidamente, ya que no necesitan arrancar un sistema operativo completo, lo que los hace ideales para escenarios de despliegue rápido, escalado y recuperación.
  
• Infraestructura inmutable: Los contenedores están diseñados para ser inmutables, lo que significa que no cambian una vez construidos, lo que simplifica los procesos de despliegue, versionado y reversión, y ayuda a garantizar un comportamiento coherente en todos los entornos.

¿Cuándo debe considerar los contenedores?

Los contenedores permiten mantener la coherencia. Ciertos aspectos del desarrollo se omitirán en la puesta en escena y la producción; por ejemplo, las salidas de depuración verbosa. Pero el código que se envía desde desarrollo permanecerá intacto a lo largo de los ciclos de pruebas y despliegue.

Los contenedores son muy eficientes en recursos y superligeros. Si bien hemos mencionado que los contenedores son similares a las máquinas virtuales, pueden ser de decenas de megabytes en lugar de los gigas a los que estamos acostumbrados en las VM gigantes (o incluso más pequeñas pero mal utilizadas). Cuanto más ligeros sean, más rápido arrancarán, lo que es importante para conseguir elasticidad y rendimiento a escala horizontal en entornos dinámicos de computación en nube. Los contenedores también están diseñados para ser inmutables. Si algo cambia, no hay que incrustar los nuevos cambios en el contenedor; basta con desmontarlo y crear un nuevo contenedor. Teniendo esto en cuenta, he aquí otras consideraciones a la hora de decidir si los contenedores deben formar parte de su modelo nativo de nube.

• Mejora de la coherencia de la implantación: Los contenedores empaquetan las aplicaciones y sus dependencias juntas, lo que garantiza un comportamiento coherente en distintos entornos, simplifica la implantación y reduce el riesgo de problemas relacionados con la configuración.
  
• Escalabilidad mejorada: Los contenedores permiten escalar rápidamente las aplicaciones al poner en marcha rápidamente nuevas instancias para gestionar el aumento de la demanda, optimizar el uso de los recursos y mejorar el rendimiento general del sistema.
  
• Utilización rentable de los recursos: Los contenedores consumen menos recursos que las máquinas virtuales tradicionales, lo que permite a las empresas ejecutar más instancias en el mismo hardware, con el consiguiente ahorro de costes en infraestructura de nube.
  
• Ciclos de desarrollo y pruebas más rápidos: Los contenedores facilitan una transición fluida entre los entornos de desarrollo, pruebas y producción, lo que agiliza el proceso de desarrollo y acelera la publicación de nuevas funciones y la corrección de errores.

• Gestión de aplicaciones simplificada: Las plataformas de orquestación de contenedores gestionan el despliegue, el escalado y el mantenimiento de las aplicaciones en contenedores, automatizando muchas tareas operativas y reduciendo la carga de los equipos de TI.

Buenas prácticas en materia de contenedores

Hay muchas formas de ejecutar tus contenedores, y todas son interoperables. Por ejemplo, al migrar de AWS, basta con volver a desplegar las imágenes de los contenedores en el nuevo entorno y empezar a trabajar. Existen diferentes herramientas y motores para ejecutar contenedores. Todos ellos tienen una utilización de recursos y unos precios diferentes. Si se aloja con Linode (los servicios de computación en nube de Akamai), puede ejecutar sus contenedores utilizando nuestro Linode Kubernetes Engine (LKE). También puede ejecutar Podman, HashiCorp Nomad, Docker Swarm o Compose en una máquina virtual.

Estas herramientas de estándar abierto le permiten pasar rápidamente por el desarrollo y las pruebas con el valor añadido de una gestión simplificada al utilizar un servicio como LKE. Kubernetes se convierte en su plano de control. Piense en él como un plano de control con todos los mandos y diales para orquestar sus contenedores con herramientas construidas sobre estándares abiertos. Además, si decide utilizar una oferta nativa de la plataforma como AWS Elastic Container Service (ECS), pagará por otro tipo de utilización.

Otra parte importante de los contenedores es comprender qué se utiliza para almacenar y acceder a las imágenes de los contenedores, lo que se conoce como registros. A menudo recomendamos el uso de Harbor. Harbor, un proyecto del CNCF, te permite ejecutar tu propio registro de contenedores y controlar la seguridad que lo rodea.

Realice siempre pruebas y cuente con un conjunto de pruebas de regresión muy exhaustivo para garantizar que su código sea de la máxima calidad en cuanto a rendimiento y seguridad. Los contenedores también deben tener un plan para los fallos. Si un contenedor falla, ¿cómo es el mecanismo de reintento? ¿Cómo se reinicia? ¿Qué tipo de impacto va a tener? ¿Cómo se recuperará mi aplicación? ¿Persisten los datos de estado en el volumen mapeado o en el bind mount?

Estas son algunas de las mejores prácticas adicionales para el uso de contenedores como parte de su modelo de desarrollo nativo de la nube.

• Utiliza imágenes base ligeras: Comience con una imagen base ligera, como Alpine Linux o BusyBox, para reducir el tamaño total del contenedor y minimizar la superficie de ataque.
  
• Utilice la orquestación de contenedores: Utilice herramientas de orquestación de contenedores como Kubernetes, HashiCorp Nomad, Docker Swarm o Apache Mesos para gestionar y escalar contenedores en varios hosts.
  
• Utilizar registros de contenedores: Utilice registros de contenedores como Docker Hub, GitHub Packages registry, GitLab Container registry, Harbor, etc., para almacenar y acceder a imágenes de contenedores. Esto facilita el uso compartido y el despliegue de imágenes de contenedores en varios hosts y entornos informáticos.
  
• Limitar los privilegios de los contenedores: Limite los privilegios de los contenedores a los necesarios para su finalidad. Despliegue contenedores sin raíz siempre que sea posible para reducir el riesgo de explotación si un contenedor se ve comprometido.
  
• Implementar restricciones de recursos: Establezca restricciones de recursos, como límites de CPU y memoria, para evitar que los contenedores utilicen demasiados recursos y afecten al rendimiento general del sistema.
  
• Mantenga los contenedores actualizados: Mantenga las imágenes de los contenedores actualizadas con los últimos parches y actualizaciones de seguridad para minimizar el riesgo de vulnerabilidades.
  
• Pruebe los contenedores a fondo: Antes de desplegarlos en producción, asegúrese de que funcionan como se espera y están libres de vulnerabilidades. Automatiza las pruebas en cada fase con canalizaciones CI para reducir los errores humanos.
  
• Implantar copias de seguridad y recuperación de contenedores: Implemente una estrategia de copia de seguridad y recuperación de los datos persistentes con los que interactúan los contenedores para garantizar que las cargas de trabajo puedan recuperarse rápidamente en caso de fallo o desastre.