Механизмы контейнеризации cgroups предполагают, что компьютерный код будет находиться в воображаемом контейнере, который будет меняться, в зависимости от платформы. Например, программист работает на операционной системе Linux, однако ему необходимо создать код, который станет работоспособным на любой платформе. В этом случае технология контейнеризации очень пригодится. Контейнер станет универсальным переносчиком кода, который позволит осуществить его запуск на любом устройстве.
Важно. Код может быть написан с применением различных языков и опираться в работе на стороннее ПО.
Стоит подробнее рассмотреть, что собой представляют контейнерные системы, какие существуют требования к контейнеризации, и как именно необходимо с ними работать.
Как работают контейнеры
Контейнерная виртуализация содержит в себе все необходимые файлы для запуска ПО. В зависимости от используемой технологии, требуется 2 вида ПО для запуска кода:
- Предоставляет необходимые пакеты для запуска кода на конкретно взятой платформе.
- Yaml-файл. Он контролирует аппаратное обеспечение и требования к сетевой безопасности.
После создания контейнера появляется файл-образ, который можно запустить с помощью специального ПО.
Cgroups: краткая история
Разработка cgroups linux началась в 2006 году корпорацией Google. Два специалиста – Пол Менедж и Рохит Сет – не планировали создавать cgroups в их современном понимании, они хотели только модернизировать cpuset, чтобы лучше распределять ресурсы процессорами между всеми задачами. Однако в дальнейшем оказалось, что они начали работу над масштабным проектом, который привел к революции в компьютерной сфере.
В 2007 году, чтобы избежать недопонимания в терминологии, в отношении linux контейнеров стали применять термин «control groups».
В 2008 году cgroups официально добавили в ядро Linux. Таким образом, в виртуальной файловой системе появились команды для системы в целом и для каждого процесса в отдельности.
Контейнеризация против виртуализации серверов
Если говорится о виртуализации, то подразумевается виртуальный сервер, который создает гипервизорный слой между ОС, приложениями, запущенными сервисами и так далее. В этом случае действует своеобразная собственная виртуальная машина, которая создает оптимальные условия для запуска программного кода. Учитывая, что у каждого кода свои требования к железу и софту, необходимо иметь несколько виртуальных ОС или приобретать ключи.
Системы контейнеризации позволяют запускать несколько приложений на одной виртуальной машине, поэтому нет необходимости покупать разные лицензии. Этот результат достигается за счет использования ресурсов виртуального устройства, а не собственного.
Программирование в контейнере считается ресурсоемким и дорогим, однако условий для использования софта больше, поэтому иногда такой подход более выгодный для коммерческих решений.
Преимущества контейнеризации для предприятий
Контейнеризация данных гарантирует следующие достоинства:
- использование различных кодовых баз;
- высокий уровень безопасности;
- возможность использовать код одновременно в различных системах и средах.
Стоит подробнее рассмотреть преимущества контейнеризации на контейнерном движке.
Технология мультиоблачной платформы
Возможность работать в облачном пространстве считается одним из наиболее существенных достоинств. Сегодня многие движки поддерживают работу в мультиоблачных платформах. Допускается запуск со следующих платформ:
- Amazon EC2;
- Google Compute Engine;
С помощью использования контейнера код удается отправлять разными способами, что существенно расширяет возможности для программистов и отдела маркетинга, который отбирает поставщиков и потенциальных клиентов.
Тестирование и непрерывное развертывание
Применение контейнеров делает процесс программирования и тестирования нового софта гибче. Программы удается развернуть сразу на нескольких серверах, чтобы проверить их работоспособность.
Важно. Периодически происходит нарушение между средами. Если использовать контейнеры Docker, то удается минимизировать данную проблему, независимо от того, в каких средах приходится работать. Docker станет отличным вариантом для компаний, которые применяют DevOps с целью ускорения доставки приложений.
Контроль версий
Важно постоянно обновлять имеющийся софт, предоставляя новые возможности пользователям и исправляя баги. С помощью Docker можно упростить процесс контроля версий. Вернуть к предыдущему образу при возникновении сбоя будет довольно легко.
Изоляция
Изоляция значит, что для конкретно взятой задачи выделяются свои ресурсы. Практика показывает, что контейнерные движки отличаются большей производительностью по сравнению с виртуальными машинами. Однако принимать решение о выборе виртуального движка или машины требуется осознанно, исходя из поставленных задач.
Вот преимущества контейнеров:
- очень быстрый запуск;
- затраты меньше;
- оптимальное распределение ресурсов.
В связи с этим все чаще используют контейнерные движки для реализации ряда коммерческих задач.
Безопасность
Изначально у Dockerа был низкий уровень безопасности, но разработчики исправили большинство проблем, одной из которых считается запуск контейнера из корневой папки.
Сегодня поставщики контейнеров предлагают высокий уровень безопасности. Если один из них взламывают, то все остальные продолжают стабильно работать.
Конечно, есть возможность атаковать контейнеры, но существуют современные способы защиты информации в них, которые успешно применяются на практике.
Универсальность и удобство использования ресурсов
Данная технология используется многими разработчиками программного обеспечения, так как она позволяет сэкономить пространство на сервере, оптимизировать временные и трудовые затраты и создать продукт, который будет соответствовать требованиям.
При использовании виртуальных машин требуется больше рабочего пространства, поэтому стоимость разработки будет несколько выше.
Переносимость
Благодаря работе в облаке удается обеспечить переносимость подхода к разработке ПО.
Воспроизводимость
DevOps отлично работает с данной технологией, проблем с воспроизводимостью файлов не возникает. То есть, компоненты кода статичны и никак не меняются до обращения к ним. При этом создается единый образ, к которому можно обращаться много раз по мере необходимости.
Поддержка DevOps
Поддержка DevOps – это важное конкурентное преимущество, так как:
- облачные технологии активно развиваются, коммерческие структуры динамично используют их в своей работе;
- количество поставщиков облачных услуг увеличивается, а из-за более высокой конкуренции снижается стоимость их услуг.
Крупным коммерческим структурам требуется решать сложные задачи в сфере IT. Им необходимо, чтобы облачные ресурсы были интегрированы полностью и настроены, как надо. Важно обеспечение непрерывной работы ресурса. Таким образом, с помощью DevOps удается достичь поставленной задачи. Исходя из этого, специалисты, которые обслуживают данный софт, сейчас востребованы.
DevOps позволяет работать удаленно, поэтому фирмы используют лучших сотрудников по всему земному шару. Они работают вместе, а готовый код находится в контейнере, который может работать на разных платформах.
Когда использовать контейнеры
Они необходимы всем фирмам, которым нужно повысить мобильность и надежность своей облачной инфраструктуры. Их применяют для:
- упрощения процесса развертывания приложений;
- тестирования кода и исправления ошибок в нем;
- работы с приложением через другую ОС;
- одновременной работы с несколькими программами, чтобы снизить нагрузку на свое железо;
- адаптации софта для более современной среды.
Требуется только оценить потребность бизнеса в этой технологии и адаптировать контейнеры к своей инфраструктуре. Процесс достаточно быстрый и относительно простой.
Управление ресурсами cgroups
Благодаря cgroups удается контролировать процесс выделения ресурсов для конкретно взятой задачи. В Cpuset Linux будет видно, сколько памяти будет использовать определенный контейнер.
В данном случае любой системный ресурс является подсистемой. В ней существует своя иерархия, где есть подкатегории или дочерние каталоги. У каждой подкатегории свои особенности настроек, исходя из которых используется определенное количество ресурсов всей системы.
По умолчанию Kubernetes cgroup может работать с CPU и RAM.
Группы управления Linux
Работать с cgroups можно вручную путем написания соответствующих команд. В данном случае нужно понимать, для какого контроллера прописывается команда.
Новичкам лучше использовать специальные утилиты, чтобы автоматизировать процесс.
Преимущество работы вручную в том, что можно установить размер пакета данных. При настройках по умолчанию каждый новый пакет будет наследовать доступ ко всему пулу памяти системы.
Стоит подробнее рассмотреть особенности управления технологиями в различных ситуациях.
Когда процесс сбился
Иногда новые пакеты продолжают занимать память, но отказываются освобождать ту, которая уже была выделена системой для работы приложения. Это не совсем нормально. В этом случае требуется ограничить ресурсы приложения вручную или через утилиту. Ограничение должно учитывать базовые требования софта, чтобы он продолжал нормально работать. Задав команду, файл memory.limit_in_bytes нужно обновить.
Важно. Если выполнение задачи выходит за указанные пределы, то вмешивается ядро. Оно способно уничтожить задачу. Например, когда выделяется на работу софта меньше памяти, чем необходимо.
Использование libcgroup
С помощью libcgroup удается существенно облегчить рабочий процесс, так как администратор получает доступ к управлению задачами через данную утилиту. Она предлагает все необходимые опции, нет необходимости вручную прописывать команду. Libcgroup будет оптимальным решением для новичков, которые еще не совсем освоились с тем, как работать с cgroups.
Постоянные группы
Все возможности можно реализовать через файл /etc/cgconfig.conf. Указанные в нем команды определяют приоритет ЦП для заданной группы. Изначально все процессы способны поглощать 100% времени процессора. Если уменьшить этот показатель до 10%, то удастся выполнять несколько задач одновременно, однако производительность несколько снизится.
Важно. Данные процессы также могут быть ограничены ядром. Рекомендуется такую возможность добавить в соответствующий раздел файла.
Контейнерные технологии активно используются во всем мире. Они позволяют совместно работать над сложными проектами, независимо от того, какую ОС использует пользователь. Эти технологии также позволяют ускорить процесс создания и тестирования нового софта.
