کانتینر سازی چیست؟
کانتینر سازی به فرآیندی گفته میشود که در آن نرمافزار به کمک تمامی تنظیمات و وابستگیهای لازم در یک محیط استاندارد و ایزوله بستهبندی میشود. هدف بستهبندی این است که برنامه بدون توجه به محیط اجرایی و زیرساختی که دارد، به شکل کاملاً یکسان و پایدار در محیط توسعه یافته یا حتی برای تست و تولید اجرا شود. میتوان گفت هر آن چیزی که برای اجرا برنامه لازم دارید داخل کانتینر قرار میگیرد.
بهعنوانمثال یک تصویر کانتینر شامل کتابخانه، کد برنامه و تنظیمات لازم برای اجرای آن است. هنگامی که این تصویر موقع اجرا به یک کانتینر تبدیل شود، این امکان را کسب میکند تا توسط اطلاعات کانتینر در هر محیطی عملکرد یکسانی از خود نشان دهد. علاوه بر این میزان استفاده از منابع سیستم را هم به حداقل کاهش داده و سرعت اجرای برنامهها بالاتر میرود.
DevOps و کانتینر سازی در آن
دواپس از ترکیب دو کلمه Development به معنای توسعه و Operation به معنای عملیات ایجاد شده است و به ایجاد تعامل و همکاری بین اعضای تیم توسعه و عملیات شرکت منجر میشود. هنگامیکه صحبت از کانتینر میشود، معمولاً نام آن را با دواپس میشنویم، اما باید بدانیم که دلیل همراهی این دو با هم چیست؟ (اگر به دنبال اطلاعات بیشتری از دواپس هستید مقاله دواپس چیست را مطالعه کنید)
کانتینر یک فناوری است؛ اما دواپس به مجموعهای از روشها، فرهنگ و اصول کاری گفته میشود. دلیل قرارگیری این دو کلمه در کنار هم این است که کانتینرها اجرای DevOps را سادهتر و کارآمدتر میکنند. درست است که هر دو میتوانند به طور مستقل از یکدیگر وجود داشته باشند، اما ترکیب آنها بهرهوری و سرعت کار را بیشتر میکند و ضمن بهبود همکاری بین تیم توسعه، عملیات و QA، فرایند تحویل نرمافزار را هم سادهتر و حتی خودکار خواهد کرد. همچنین مفاهیمی نظیر اتوماسیون، CI/CD و زیرساخت بهعنوان کد را راحتتر میتوان پیاده ساخت.
مزایای استفاده از کانتینر سازی در دواپس
کانتینر سازی در DevOps مزایای زیادی برای تیمهای نرمافزاری دارد که همین مزایا باعث افزایش کاربرد آن میشود. در این قسمت به بررسی هر یک از این مزیتها و تأثیر آنها بر سرعت و بهبود عملکرد میپردازیم.
قابلحمل بودن
این مزیت در زبان انگلیسی با عنوان Portability شناخته میشود و بدین مفهوم است هنگامی که یک برنامه و تمامی وابستگیهای آن نظیر فایلهای پیکربندی، کتابخانه و تنظیمات داخل یک کانتینر بستهبندی شوند، دیگر فرقی نمیکند روی چه زیرساختی اجرا شود، چراکه نتیجه یکسان خواهد بود.
بهعنوانمثال اگر یک توسعهدهنده برنامهای را روی لپتاپ خود با سیستمعامل ویندوز بسازد، این برنامه در قالب یک کانتینر میتوانند بدون مشکل روی یک سرور مجازی لینوکس یا حتی بر روی فضای ابری هم اجرا شود.
مقیاسپذیری
یکی از مهمترین چالشهای تیمها نحوه پاسخدهی به افزایش ناگهانی تعداد کاربر است. کانتینرها این مشکل را با قابلیت مقیاس پذیری یا همان Scalability برطرف میکنند. شما میتوانید باتوجهبه حجم ترافیک، تعداد این کانتینرها را کم یا زیاد کنید.
بهعنوانمثال اگر یک فروشگاه اینترنتی در طول روزهای عادی ۷۰۰ کاربر دارد، اما در حراج بلک فرایدی ترافیک آن به ۷ هزار برسد، به کمک کانتینر میتوان یکسری از نمونههای جدید برنامه را بهسرعت اجرا و پس از به پایان رسیدن رویداد دوباره آنها را خاموش کرد تا هزینه کمتر شود.
ایزوله سازی
هر کانتینر به طور مجزا محیط مخصوص خود را دارد، پس اگر یک برنامه با مشکل یا حتی باگ روبهرو شود بر روی سایر برنامهها تأثیر منفی نمیگذارد. این ویژگی که با عنوان Isolation شناخته میشود ضمن بالابردن امنیت، پایداری سیستم را هم حفظ میکند.
استقرار سریع
به راهانداختن یک کانتینر بسیار سریع است و حتی از راهاندازی یک ماشین مجازی هم سرعت بیشتری دارد، چرا که به بوت شدن کامل یک سیستمعامل نیازی ندارد. همین ویژگی باعث میشود که فرایند Continuous Delivery (تحویل پیوسته) واقعیتر باشد.
بهعنوانمثال اگر نیاز باشد که یک ویژگی جدید به برنامه اضافه شود، میتوان در عرض چند ثانیه نسخه جدید کانتینر را ساخت و بدون نیاز به ساعتها منتظر ماندن آن را اجرا کرد.
بهرهوری منابع
یکی از مزایای کانتینر در دواپس این است که از یک هسته سیستمعامل مشترک استفاده میکند، درحالیکه ماشینهای مجازی هرکدام یک سیستمعامل کامل نیاز دارند. این مزیت مصرف منابع را کمتر کرده و همچنین امکان اجرای تعداد بیشتر کانتینر روی یک سرور را فراهم میکند.
کنترل نسخه
تصاویر کانتینرها را میتوان نسخهبندی و حتی در مخازن ذخیره کرد، به این معنا که میتوانید تغییرات را پیگیری کرده و آنها را به نسخههای قبلی برگردانید و یا حتی به طور همزمان چند نسخه از برنامه را برای آزمایش نگه دارید.
انعطافپذیری در زبان برنامهنویسی
در پروژههای بزرگ بخشهای مختلف با زبانهای برنامهنویسی متفاوتی نوشته میشوند، مزیت خیلی کارآمد کانتینر این است که میتوان تمامی این زبانها را در قالب کانتینر در کنار هم قرار داد بدون آن که در اجرای آنها مشکلی دیده شود.
معایب کانتینر سازی در DevOps چیست؟
باوجود تمام مزایایی که برای کانتینر سازی در دواپس بیان کردیم، باید گفت که این موضوع چالشهایی هم دارد. یکی از مهمترین چالشها، پیچیدگی شبکه است. بهطوریکه کانتینرها برای ارتباط معمولاً از REST API استفاده میکنند که باعث میشود یک شبکه ارتباطی پیچیده بین بخشهای مختلف ایجاد شود.
ایراد دیگر مدیریت لاگ است. هر کانتینر لاگ خود را تولید میکند و دیگر یک محل متمرکز برای بررسی تمامی آنها وجود ندارد. این موضوع میتواند نظارت کلی را کمی سختتر و زمانبرتر کند. البته ابزارهایی نظیر SolarWinds® Papertrail™ وجود دارند که به کمک آنها میتوان لاگهای همه کانتینرها را جمع و در یک داشبورد مرکزی نمایش داد.
بهترین روشها برای کانتینر سازی در دواپس
برای آن که بتوانید حداکثر بهرهبرداری را از کانتینرها داشته باشید، باید یکسری اصول را رعایت کنید که در ادامه آنها را برایتان معرفی میکنیم.
- خودکارسازی ساخت، تست و استقرار با CI/CD
- استفاده از تصاویر ثابت و قابل تکرار به کمک Dockerfile یا ابزارهای مشابه
- رعایت اصول ایمنی نظیر محدودیت دسترسی، اسکن آسیبپذیری، جداسازی شبکه و رمزنگاری
- استفاده از سیستمهای ارکستریشن مانند Kubernetes یا Docker Swarm برای مدیریت مقیاس
- داشتن استراتژی پشتیبانگیری و بازیابی در بحران
- مانیتورینگ عملکرد و منابع کانتینرها برای تشخیص سریع مشکلات
- آموزش و مستندسازی برای تیمها درباره مفاهیم و ابزارهای کانتینر سازی
مدیریت کانتینرها در DevOps تنها به نرمافزار محدود نمیشود؛ انتخاب سرور و محیط مناسب نیز مهم است. با خرید هاست مناسب، زیرساخت شما برای میزبانی کانتینرها آماده میشود.
یادگیری نحوه مدیریت کانتینرها برای هر توسعهدهنده حیاتی است، ولی درک تفاوت DevOps با SRE کمک میکند تصمیمات بهتری در زمینه عملیات و نگهداری سیستمها گرفته شود.
بهترین پلتفرمها برای کانتینر سازی کداماند؟
در ادامه به بررسی چند پلتفرم کاربردی برای کانتینر سازی در دواپس میپردازیم که هرکدام ویژگیها و مزایای خاص خود را دارند.
توضیحات | پلتفرم |
| پرکاربردترین پلتفرم کانتینرسازی با سادگی، قابلیت حمل و اکوسیستم گسترده ابزارها. ارائه راهکار کامل برای ساخت، مدیریت و ارکستریشن کانتینرها | Docker |
| پلتفرم متنباز که توسط گوگل توسعه یافته و برای مقیاسدهی و خودکارسازی استقرار برنامهها استفاده میشود. دارای قابلیتهای زمانبندی بار کاری، کشف سرویس، و تعادل بار. | Kubernetes |
| نسخه توسعهیافته Kubernetes توسط Red Hat با امکانات امنیتی و مدیریتی بیشتر مناسب برای توسعه و استقرار برنامههای Cloud-Native. | OpenShift |
| ارکستریشن و مدیریت کانتینر را ساده کرده و با سایر خدمات ابری یکپارچه میشوند. مناسب برای سازمانهایی که رویکرد Cloud-First دارند. | سرویسهای ابری مدیریتشده (Amazon ECS/EKS، Azure AKS، Google GKE) |
در دنیای DevOps، اجرای همزمان چند سرویس با کانتینرها سادهتر است، اما برای اطمینان از پایداری و کارایی پیشنهاد میکنیم از چتر آبی ایران سرور استفاده کنید.
جمعبندی
کانتینر سازی در دواپس یک تحول بزرگ در نحوه توسعه و استقرار نرمافزارها است که به کمک بستهبندی امکان اجرای برنامهها با سرعت بیشتر و قابلیت اطمینان بالاتر را فراهم میکند. از جمله مزایا این اقدام ثبات، مقیاسپذیری و سرعت بالا است که باعث میشود یکی از ابزارهای ضروری در دنیای دواپس باشد.
با رعایت نکات و روشهایی که در این متن به آن اشاره کردیم و در کنار آن استفاده از پلتفرمهای مناسب میتوانید در فضای رقابتی بازار رشد چشمگیری داشته باشید.
سؤالات متداول
- کانتینر سازی چیست؟
کانتینر سازی روشی برای استقرار نرمافزار است که در آن کد برنامه به همراه تمام فایلها و کتابخانههای موردنیاز در یک بسته کامل قرار میگیرد.
- چند نوع کانتینر در DevOps وجود دارد؟
انواع مدلهای مختلفی از کانتینر در دواپس وجود دارد که باتوجهبه نیاز میتوان از آنها استفاده کرد. بهعنوانمثال کانتینرهای سیستمی، یک لایه سیستم پایه فراهم میکنند که میتوان روی آن برنامه را ساخت. همچنین کانتینرهای برنامه و Sandbox را هم داریم.
- چرا در DevOps از کانتینر استفاده کنیم؟
مزیت استفاده از کانتینر در دواپس بسیار زیاد است که یکی از اصلیترین دلیل آن ایجاد ثبات بیشتر بین تیم توسعه و تیم عملیات خواهد بود. بدین معنا که بهجای صرف زمان برای آمادهسازی محیط این امکان به توسعهدهندگان داده میشود در هر زمان بتوانند یک محیط تست جدید ایجاد کنند، بدون آن که در نحوه اجرای برنامه تغییری ایجاد شود.
منابع:
