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Die IT-Containerisierung

Lesen Sie unseren umfassenden Leitfaden zur IT-Containerisierung: Definition, Vorteile, Schlüsselprinzipien und Best Practices!

Überblick

Sie hören regelmäßig von IT-Containerisierung, wissen aber nicht, was genau sich hinter dieser Technologie verbirgt? Sie ahnen, dass sie für Ihr Unternehmen nützlich sein könnte und benötigen weitere Informationen? Dann sind Sie hier richtig!

Was ist IT-Containerisierung?

Definition von „Containerisierung“

Wenn von Containerisierung die Rede ist, denken Sie vielleicht an Transportsysteme, bei denen Waren in Container verpackt werden. In der Informatik gibt es eine ähnliche Idee. Containerisierung ist ein Prozess, bei dem der Softwarecode und alle seine Komponenten (Bibliotheken, Frameworks und Abhängigkeiten) in einem eigenen Container isoliert werden, damit sie leicht verschoben werden können.

Was ist eigentlich ein Container?

Definition eines „Containers“

Der Container funktioniert wie ein Kokon, der die Anwendung umhüllt und sie von ihrer Umgebung isoliert. Es handelt sich also um eine komplette portable Rechenumgebung. Ein Container ist ein Softwarepaket, das den Code einer Anwendung und alle seine Komponenten zusammenfasst.

Das Prinzip besteht darin, voneinander isolierte Linux-Elemente in Containern laufen zu lassen, die sich denselben Kernel teilen. Die Containertechnologie zu nutzen, ermöglicht es, das Betriebssystem von der Umgebung, in der die Software ausgeführt wird, zu trennen.

Definition eines Containers

Definition von „IT-Containerisierung“

Um das Wesen der IT-Containerisierung genau zu verstehen, beginnen wir mit der Virtualisierung: Ein klassischer IT-Server besteht aus drei Komponenten (Prozessor, Arbeitsspeicher und Festplatte), über denen das OS installiert ist, der Dirigent, um Anwendungen zum Laufen zu bringen. Er wird jedoch sehr oft nicht voll ausgeschöpft, es bleibt RAM oder Rechenkapazität des Prozessors übrig. Deshalb wurde die Virtualisierung erfunden, die es ermöglicht, mehrere OS gleichzeitig auf demselben physischen Server laufen zu lassen. Jedes der OS wird in einem isolierten Abteil ausgeführt und jedes dieser Abteilungen ist eine virtuelle Maschine.

Was die Verbindung zur Cloud betrifft, so wird sie von fast allen Unternehmen mit Instanzen genutzt, auf denen virtuelle Maschinen laufen. Allerdings gibt es bei Virtualisierungsansätzen Herausforderungen, die diese Umgebungen ineffizient machen!ff Dazu gehören u.a.:

  • Mangelnde Konsistenz der Umgebungen, da Anwendungen und Pakete in virtuellen Umgebungen eingesetzt werden;
  • OS-Abhängigkeit, da die eingesetzten Anwendungen nur auf kompatiblen Betriebssystemen ausgeführt werden können. In diesem Punkt kann man auch die Abhängigkeit von den vom Betriebssystem festgelegten Versionen hervorheben (z. B. wird es auf einem Linux schwierig sein, mehrere PHP-Versionen auf demselben Betriebssystem zu konfigurieren).

Die Containerisierung ist daher eine Weiterentwicklung der Virtualisierung, die diese Probleme lösen soll. Sie ist eine Form der Virtualisierung des Betriebssystems.

Container vs virtuelle Maschine

Wer „Container“ sagt, meint oft „Docker“, aber was ist das?

Was ist „Docker“?

Docker ist eine Open-Source-Software, genauer gesagt eine Containertechnologie, die es ermöglicht, Linux-Container zu erstellen und zu verwenden. Dies ist wahrscheinlich die bekannteste und am häufigsten verwendete Containertechnologie der Welt! Das Konzept der Containerisierung und der Isolierung von Prozessen ist nicht neu, aber es war unbestreitbar die Einführung von Docker im Jahr 2013, die die Nutzung dieser Technologie beschleunigt hat.

„Docker“ bezieht sich auch auf die Open Source Docker Community, die die Docker-Technologie verbessert, und auf dasUnternehmen Docker Inc, das die Arbeit der Docker-Community zur Entwicklung seiner Produkte nutzt.

Die Docker-Technologie nutzt den Linux-Kernel und seine Funktionen, um Prozesse zu trennen: Das Ziel ist, dass jeder Prozess unabhängig ausgeführt werden kann.

Da die Docker-Tools auf der Grundlage von Linux-Containern erstellt werden, sind sie sehr einfach zu verwenden. Achten Sie darauf, sie nicht zu verwechseln! Ursprünglich basierte die Docker-Technologie auf der LXC-Technologie, aber das ist heute nicht mehr der Fall. LXC bot eine leichtere Virtualisierung, war aber in Bezug auf die Entwicklungs- und Nutzungserfahrung nicht optimal. Somit bietet die Docker-Technologie die Möglichkeit, diese Lücke in LXC zu schließen.

Warum sollte man sich für Containerisierung interessieren?

Die Antwort ist einfach: Sie stellt einen viel höheren Ansatz für die Entwicklung, Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen dar. Unternehmen nutzen sie zunehmend, um neue Anwendungen zu erstellen und bestehende Anwendungen für die Cloud zu modernisieren.

Denn die Containerisierung ermöglicht es Entwicklern, Anwendungen schneller und sicherer zu erstellen und einzusetzen. Während bei herkömmlichen Methoden in einer bestimmten Computerumgebung codiert wird, was zu häufigen Fehlern und Bugs führt, wenn dieser Code an einen anderen Ort übertragen wird, löst die Containerisierung dieses Problem.

Schließlich bietet die Containerisierung leistungsstarke Automatisierungsmöglichkeiten und stellt in dieser Hinsicht eine Brücke zu DevOps dar, indem sie Dev- und Ops-Teams auf konkretere Weise miteinander verbindet. Dieses Phänomen wird durch die Cloud verstärkt, seit auch die Anbieter von PaaS von dieser Technologie erobert wurden.

Die Vorteile der IT-Containerisierung

Die IT-Containerisierung ermöglicht eine ähnliche Leistung wie ein dedizierter Server… Mit zusätzlichen Vorteilen!

Die Übertragbarkeit

Das bedeutet, dass jede containerisierte Software auf konsistente Weise auf jeder Plattform bzw. in jeder Cloud laufen kann.

Leichtigkeit

Entwickler bezeichnen Container als „leichtgewichtig“, weil sie den Kernel des Betriebssystems des Wirtsrechners teilen und keine zusätzliche Belastung verursachen. Ihr geringes Gewicht steigert die Effizienz der Server und senkt die Kosten für Hosting und Lizenzen.

Skalierbarkeit

Container ermöglichen das Hinzufügen neuer Funktionen, Updates und Features, ohne die ursprünglichen Anwendungen zu beeinträchtigen. Daher ermöglichen sie es Anwendungen, mit möglichst geringem Ressourcenverbrauch zu skalieren.

Wie einfach es ist, mit einem Fehler in der Anwendung umzugehen

Eine containerisierte Anwendung ist isoliert und funktioniert unabhängig. Der potenzielle Ausfall eines Containers beeinträchtigt daher nicht den Betrieb der anderen, und Entwickler können technische Probleme eines ausgefallenen Containers erkennen und beheben, ohne den Ausfall der übrigen Container zu verursachen.

Sicherheit

Wie beim vorherigen Punkt gilt: Da eine containerisierte Anwendung isoliert ist, wirkt sich ein bösartiger Code weder auf andere Container noch auf das Hostsystem aus.

Gibt es Nachteile und Grenzen?

Die Containertechnologie hat wie jede Technologie ihre Grenzen; indem sie die Flexibilität von Anwendungen erhöht, bringt sie insbesondere Komplexität mit sich. Wir können insbesondere nennen:

Sicherheit

Haben wir nicht gerade geschrieben, dass sie optimiert ist? Das ist nicht so einfach: Container stellen aufgrund der Komplexität des typischen Containers selbst neue Herausforderungen an die Sicherheit. Da Container-Images Systembibliotheken und andere abhängige Dateien und Dateisysteme enthalten, sind Schwachstellen häufig und Container haben daher den Ruf, unsicher zu sein.

Wie sieht es wirklich aus? Auch wenn Container grundsätzlich keine Sicherheitsprobleme darstellen, muss Ihr Unternehmen sie mit denselben Sicherheitsbedenken entwickeln und verwalten wie jede andere IT-Umgebung.

Eine zu definierende Orchestrierung

Während Sie bei virtuellen Maschinen ein einziges Orchestrierungswerkzeug verwenden können, das mit seiner Lösung geliefert wird, müssen Sie Ihr Orchestrierungswerkzeug für Container (darunter
Kubernetes
, Docker Swarm, Amazon EKS, Rancher, Microsoft AKS…). Außerdem kann es schwierig sein, die Konfiguration und Verwaltung des Orchestrators und seiner Komponenten zu beherrschen.

Speicherung und Schutz von Daten

Ein Container ist von Natur aus temporär: Wenn Sie ihn löschen, sind die darin enthaltenen Daten endgültig verschwunden. So müssen Containerdaten gesichert und gespeichert werden, um Unternehmen vor den Risiken (Ausfälle, Datenverlust …) zu schützen, die bei der Migration und dem Einsatz neuer Anwendungen auftreten können.

Natürlich reimt sich Unannehmlichkeit nicht auf unüberwindbares Hindernis! Viele Unternehmen setzen die Containertechnologie trotz dieser Herausforderungen erfolgreich ein. Sehen wir uns nun an, wozu die Containerisierung für ein Unternehmen konkret dienen kann.

Beispiele für Ergebnisse, die durch IT-Containerisierung erzielt wurden

Aus der Sicht der Kreativ- und Entwicklungsteams sind zu nennen:

  • Einfache Entwicklung, da Container es ermöglichen, Anwendungen mit all ihren Abhängigkeiten zu packen. Dies gewährleistet eine einheitliche Entwicklungsumgebung, erleichtert deren Konfiguration und verringert die Probleme, die durch Konfigurationsabweichungen zwischen Ihren verschiedenen Entwicklern entstehen können.
  • Einfache und schnelle Bereitstellung, da Entwicklungsteams ihre Anwendungen lokal in Containern entwickeln und testen und sie dann problemlos auf verschiedenen Plattformen bereitstellen können. Durch die Fähigkeit, Container effizient zu erstellen und zu zerstören, können Teams Funktionen schneller bereitstellen und die Time-to-Market verkürzen.
  • Vereinfachung der Zusammenarbeit in Entwicklungsteams, da Container einfach zwischen den Teammitgliedern geteilt werden können und so eine einheitliche Entwicklungsumgebung für alle geschaffen wird.

Was die Perspektive des Endnutzers, des Kunden Ihres Unternehmens, betrifft, so wird seine Erfahrung verbessert durch :

  • Schnelligkeit und Benutzerfreundlichkeit, da er schnell auf die angebotenen Funktionen und Dienste zugreifen kann, ohne lange Installations- oder Konfigurationszeiten abwarten zu müssen.
  • Ein einheitliches Kundenerlebnis je nach Gerätetyp, d. h. identisch, wenn der Kunde die App auf seinem Computer, Smartphone oder Tablet nutzt. Denn containerisierte Anwendungen werden mit all ihren Abhängigkeiten und Konfigurationen vorverpackt, wodurch das Risiko von Kompatibilitäts- oder Leistungsproblemen auf verschiedenen Systemen verringert wird.
  • Unterbrechungsfreier Zugriff auf Dienste mit schnellen Reaktionszeiten, da die Containerisierung in Verbindung mit geeigneten Orchestrierungspraktiken eine hohe Verfügbarkeit und optimierte Anwendungsleistung gewährleistet.

Lassen Sie uns gemeinsam einen konkreten Fall betrachten.

Fallbeispiel für die Containerisierung von Computern

Nehmen wir als Beispiel die Musikstreaming-Plattform Spotify, die sehr bekannt dafür ist, seit 2017 Containerisierung zu verwenden. Spotify, nutzt Docker und Kubernetes, um eine konsistente und skalierbare Ausführungsinfrastruktur für seine Dienste bereitzustellen und profitiert dadurch von mehreren Vorteilen, darunter :

  • Die Einführung neuer Dienste und eine hohe Skalierbarkeit, um effektiv auf Verkehrsspitzen reagieren und eine hohe Verfügbarkeit aufrechterhalten zu können ;
  • Hohe Portabilität, die es Entwicklern ermöglicht, ihre Anwendungen problemlos zwischen Entwicklungs-, Test- und Produktionsumgebungen zu verschieben. Dies erleichtert letztlich auch den Einsatz auf verschiedenen Cloud-Infrastrukturen ;
  • Vereinfachung der Anwendungsverwaltung: Spotify aktualisiert und verwaltet die Container unabhängig, ohne andere Dienste zu beeinträchtigen. Dies vereinfacht auch die Überwachung und Problemlösung ;
  • Verbesserung der betrieblichen Effizienz: Leichte, isolierte Container ermöglichen eine optimale Nutzung der materiellen Ressourcen und senken somit die Infrastrukturkosten.

Dies ist also ein inspirierendes Beispiel dafür, wie ein Unternehmen von dieser Technologie profitieren kann, um die Agilität, Skalierbarkeit und Verwaltung seiner Dienste zu verbessern, was wiederum zu zufriedeneren Kunden führt.

IT-Containerisierung bei Spotify

An wen wenden Sie sich für eine effektive Containerisierung?

Neben Ihren Teams haben Sie drei wichtige Ansprechpartner:

  1. Cloud-Anbieter: AWS, Azure oder Google Cloud bieten verwaltete Containerisierungsdienste wie Amazon ECS, Azure Container Instances und Google Kubernetes Engine an.
  2. Die Open-Source-Gemeinschaft: Sie können sich z. B. an Foren oder Newsgroups wenden. Sie können auch an Konferenzen oder Veranstaltungen teilnehmen, um sich mit Experten auszutauschen.
  3. Schließlich können Sie sich an ein NSE wie Qim info wenden. Diese sind Experten auf dem Gebiet der Containerisierung und können Ihnen nicht nur bei der Festlegung Ihrer Containerisierungsstrategie und deren Umsetzung helfen, sondern auch bei der Schulung Ihres Teams.

Lassen Sie uns nun einen Blick auf die besten Tools zur Containerisierung werfen.

Die besten Tools zur IT-Containerisierung

Es gibt immer mehr Tools zur Containerisierung. Neben Docker sind hier die fünf renommiertesten :

Kubernetes ist ein Open-Source-System zur Container-Orchestrierung, das von Google ins Leben gerufen wurde. Es ermöglicht die Verwaltung und Koordination einer großen Anzahl von Containern auf einem Maschinencluster. Sie bietet erweiterte Funktionen wie automatisierte Bereitstellung, Skalierbarkeit, Ressourcenmanagement und Hochverfügbarkeit.

OpenShift ist eine Container-Plattform, die von Red Hat entwickelt wurde. Sie basiert auf Kubernetes und bietet Funktionen für das Management von Container-Anwendungen, darunter Bereitstellung, Skalierbarkeit, Servicemanagement und Sicherheit.

Amazon Elastic Container Service (ECS) ist ein Containerdienst, der vollständig von Amazon verwaltet wird. Er ist zu bevorzugen, wenn Sie ihn mit anderen AWS-Diensten kombinieren möchten.

Microsoft Azure Container Instances ist ein Dienst, der die schnelle Bereitstellung von Containern in der Azure-Cloud ermöglicht, ohne dass eine zugrunde liegende Infrastruktur verwaltet werden muss. Benutzer können einzelne Container ausführen, ohne sich um die Verwaltung eines Clusters kümmern zu müssen.

Rancher ist eine Software, die DevOps nutzen kann, während sie die Verwendung von Containern einführen. Es enthält eine vollständige Verteilung von Kubernetes, Docker Swarm und Apache Mesos, was die Verwaltung von Containerclustern in jeder Cloud vereinfacht. Sein Hauptvorteil ist die Möglichkeit, mehrere Kubernetes-Cluster zu verwalten.

Abschließend hoffen wir, dass Ihnen dieser Artikel geholfen hat, mehr Klarheit über die Containerisierung zu gewinnen. Egal, ob Sie eine Strategie festlegen, Containerisierung einsetzen oder Tools auswählen möchten, wir sind da, um Ihre Erwartungen zu erfüllen. Zögern Sie nicht, sich an unsere Experten der Abteilung Cloud & DevOps Solutions zu wenden!

Unterschrift Clément Raussin

Clément Raussin

Leiterin der Abteilung Cloud & DevOps Solutions bei Qim info


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