Contenedorización de aplicaciones: cómo los CTO pueden impulsar la transformación empresarial

Netflix, el primero de su tipo en el mundo del streaming, ilustra vívidamente cómo las empresas integran la última tecnología para mantener su ventaja competitiva.

Al migrar algunos de sus servicios a contenedores, Netflix encontró algunos desafíos que llevaron al desarrollo de su plataforma de gestión de contenedores, Titus .

Ahora, Netflix ejecuta servicios como transmisión de video, codificación de contenido, recomendaciones, aprendizaje automático, tecnología de estudio, big data y herramientas internas dentro de contenedores que suman un total de 200.000 clústeres y medio millón de contenedores por día.

Las organizaciones están adoptando la contenedorización para desarrollar nuevas aplicaciones y mejorar las existentes para seguir el ritmo del mercado digital en constante cambio. Según una encuesta de IBM® , alrededor del 61% de los usuarios de contenedores dijeron que habían utilizado contenedores para al menos la mitad de sus nuevas aplicaciones en los últimos dos años, mientras que el 64% planea contener más de la mitad de sus aplicaciones actuales en los próximos dos años. Las soluciones de modernización de aplicaciones empresariales son esenciales en esta transición, ya que ayudan a las empresas a mantenerse competitivas y ágiles.

Este blog analizará los desafíos, beneficios y casos de uso de la contenedorización de aplicaciones. Antes de entrar en detalles, definamos la contenedorización.

¿Qué es la contenedorización de aplicaciones?

La contenedorización de aplicaciones es la ejecución de aplicaciones de software en paquetes separados llamados contenedores. Los contenedores de aplicaciones almacenan todo lo necesario para ejecutar una aplicación, incluidos archivos, bibliotecas y variables de entorno. Entonces, independientemente del sistema operativo en el que se encuentren, las aplicaciones funcionan sin problemas sin generar problemas de compatibilidad.

La creación de contenedores de aplicaciones acelera el desarrollo, mejora la eficiencia y mejora la seguridad al separarlas del hardware y otras dependencias de software. Los contenedores pueden ejecutarse en cualquier sistema operativo host mientras están aislados. Los contenedores impulsan servicios importantes como la Búsqueda de Google, YouTube y Gmail. Google también desarrolló Kubernetes y Knative, populares plataformas de código abierto para administrar contenedores y aplicaciones.

¿Cómo funciona la tecnología de contenedorización de aplicaciones?

Los contenedores generan representaciones de código creado en un sistema junto con sus correspondientes configuraciones, dependencias, bibliotecas, etc. Estas representaciones funcionan como motores de contenedores que son compatibles con varias plataformas.

El objetivo principal de los contenedores es segregar el software programado de diversos entornos informáticos. Esto facilita la ejecución consistente de código en diferentes plataformas, independientemente de las variaciones en los entornos y prácticas de desarrollo.

Además, la tecnología de contenedorización actúa como un sistema operativo anfitrión. Sin embargo, son distintos de los sistemas operativos principales, como se analizó anteriormente.

¿Cuándo utilizar aplicaciones en contenedores?

En el panorama empresarial contemporáneo, los contenedores se utilizan con frecuencia para alojar programas y funcionan particularmente bien para los siguientes casos de uso:

• Microservicios

  Las aplicaciones basadas en microservicios constan de numerosas partes separadas, la mayoría implementadas dentro de los contenedores. Juntos, los distintos contenedores crean una aplicación organizada. Esta técnica de diseño de aplicaciones beneficia el escalado y la actualización efectivos. Cuando se manipula una carga mayor, se deben escalar los contenedores con mayor carga, no toda la aplicación. De manera similar, se pueden modificar contenedores individuales en lugar de todo el programa.

• Canalizaciones de CI/CD

  Las aplicaciones en contenedores permiten a los equipos probar aplicaciones en paralelo y acelerar sus procesos de integración continua/entrega continua (CI/CD). Además, probar una aplicación en contenedores en un entorno de prueba ofrece una representación cercana de su rendimiento en producción porque los contenedores son portátiles entre sistemas host.

  
  

• Trabajos repetitivos

  Los trabajos masivos y de bases de datos son tareas periódicas en segundo plano que funcionan bien con contenedores. Cada operación puede operar gracias a contenedores sin interferir con otros trabajos concurrentes.

  
  

• DevOps

  El entorno de ejecución ligero y coherente de una aplicación se puede crear rápidamente con aplicaciones en contenedores. Esto ayuda a los equipos de DevOps a crear, probar, lanzar e incluso iterar aplicaciones como deseen.

4 limitaciones clave de las aplicaciones en contenedores

A pesar de ser extremadamente beneficiosos, los contenedores tienen algunas limitaciones:

1. Funciones de seguridad limitadas

Los espacios de nombres permiten que cada contenedor en un host obtenga recursos asignados del sistema operativo del host y separe los procesos que se ejecutan dentro del contenedor de los que se encuentran fuera de él. Cualquier vulnerabilidad en el sistema operativo host podría representar una amenaza para todos sus contenedores porque se ejecutan en el mismo sistema operativo. Además, si la configuración de la red se ha visto comprometida, un atacante que obtenga acceso a un contenedor podrá acceder fácilmente a otros contenedores o al host.

2. Sin almacenamiento persistente integrado

Los datos contenidos en un contenedor en ejecución desaparecerán cada vez que se detenga. Se requiere un sistema de archivos persistente para guardar los datos. La mayoría de las herramientas de orquestación permiten el almacenamiento persistente, mientras que los productos de los proveedores difieren en calidad y ejecución.

3. Posibilidad de expansión

Si bien la rápida generación de contenedores es beneficiosa, también puede provocar una expansión no gestionada de los contenedores y una mayor complejidad administrativa.

4. Desafíos de seguimiento

Los equipos a menudo tienen dificultades para realizar un seguimiento de los contenedores en ejecución porque giran hacia arriba y hacia abajo rápidamente. Los contenedores de seguimiento manual son rígidos porque se agitan 12 veces más rápido que los hosts normales.

4 beneficios de las aplicaciones en contenedores para el desarrollo moderno

La contenedorización de aplicaciones mejora la velocidad, la eficiencia y la seguridad al aislar varias funciones de las dependencias de hardware y otros componentes de software. Las aplicaciones en contenedores ofrecen una serie de ventajas que incluyen:

1. Aislamiento

Dado que las aplicaciones en contenedores existen en un entorno aislado lejos de otras aplicaciones y componentes del sistema, cualquier problema que ocurra dentro de una aplicación no afecta a otras ni a los componentes subyacentes del sistema. Esta contención limita efectivamente el alcance de posibles incidentes de errores.

2. Portabilidad

Debido a que son independientes del sistema operativo, las aplicaciones en contenedores son portátiles a través de diferentes entornos, como servidores, máquinas virtuales, computadoras de desarrolladores y la nube.

3. Ligero

Los contenedores son más eficientes que las máquinas virtuales ya que no llevan todo el sistema operativo, lo que los hace más livianos.

4. Eficiencia

Las aplicaciones en contenedores utilizan eficazmente los recursos de una máquina al compartir capacidades informáticas y capas de aplicaciones, lo que permite que varios contenedores se ejecuten simultáneamente en la misma máquina o entorno virtual.

5. Escalabilidad

Aumentar las instancias de contenedores para adaptarse a las crecientes demandas de aplicaciones es un proceso sencillo en la contenedorización de aplicaciones.

Empresas que ahorran costos mediante la contenedorización

Si bien las máquinas virtuales y los contenedores se centran en "virtualizar" un recurso computacional particular, a menudo se prefieren los contenedores a las máquinas virtuales. Esto se debe a que las máquinas virtuales requieren más gastos generales en comparación con las tecnologías de contenedorización.

Independientemente del sistema operativo, otra ventaja que admiten las máquinas virtuales (VM) es que permite a una corporación ejecutar varios servidores virtualmente desde un sistema o más. Los contenedores, a su vez, administran una aplicación y pueden activar y desactivar instancias en segundos, ya que son livianos.

Veamos ejemplos para comprender cómo la contenedorización ayuda a las empresas a reducir costos.

1. Spotify

Desafío : Spotify enfrentó desafíos para gestionar una mayor carga de trabajo cuando la plataforma experimentó un aumento en el número de usuarios activos, alcanzando más de 200 millones de suscriptores mensuales.

Solución : Para manejar esto, Spotify-

• Contenedorizó sus microservicios, que anteriormente se ejecutaban en máquinas virtuales (VM).

• Desarrolló una plataforma de orquestación de contenedores, que luego se denominó Helios. Estos cambios tenían como objetivo acelerar el desarrollo y reducir costos.

  
  

Resultado : En términos de implementación, la empresa -

• Cargas de trabajo, clústeres e instancias administradas a través de la contenedorización.

• Establecí una plataforma de orquestación basada en Docker para administrar todos los contenedores y servidores de Spotify. Helios presentó una API HTTP para interactuar con los servidores que alojan los contenedores.

• Kubernetes integrado con Docker para acelerar las tareas operativas y de desarrollo.

  
  

2. Tiempos financieros

Desafío : El gigante de los periódicos Financial Times se enfrenta a un contenido enorme en su plataforma. El objetivo del equipo era minimizar los costos asociados con la operación de los servidores AWS.

Solución : Lo lograron actualizando su marco y cambiando a contenedores, lo que resultó en una reducción del 80 % en los costos de administración de servidores en la nube. Aqui hay algunas estrategias que emplearon al usar Docker como contenedor:

• Aumentó la frecuencia de nuevas actualizaciones de 12 a 2200.
• Estabilidad garantizada de la plataforma independientemente del volumen y tamaño de la implementación.

Resultado : el equipo de desarrollo se centró en respaldar la salud del clúster tecnológico y minimizar los costos del servidor. Como resultado, ellos-

• Creé una plataforma privada de orquestación de contenedores basada en Kubernetes.

• Contenedorizó la pila tecnológica, que constaba de 150 microservicios.

  
  

3. Pinterest

Desafío : Pinterest tuvo que lidiar con costos adicionales de trabajo y alojamiento para las numerosas imágenes publicadas en el sitio. Para realizar inversiones adecuadas, buscó nuevas tecnologías.

Solución : El equipo tenía como objetivo:

• Agregue servicios y funciones complejos a Pinterest sin necesidad de un control detallado.
• Mejore el rendimiento, la confiabilidad funcional y la experiencia del usuario con Docker.

Resultado : Estos son los procesos en contenedores que ayudaron a Pinterest a evitar gastos considerables a largo plazo:

• Todas las dependencias específicas del servicio se integraron en lo que denominan contenedores de servicios. Este método garantiza que solo se transfiera una AMI entre todos los sistemas de desarrollo.

• Desarrolló una herramienta llamada Telefig para lanzar y detener contenedores según sea necesario. La herramienta ayuda a gestionar todas las dependencias que influyen en los contenedores.

• Metodologías implementadas de orquestación de contenedores. Establece un sistema de clúster multiinquilino para consolidar tareas por lotes.

  
  

Los ejemplos anteriores demuestran que la contenedorización puede reducir costos y mejorar la productividad. Empresas convencionales como Spotify, Financial Times y Pinterest han utilizado contenedores para abordar los desafíos de manejar cargas de trabajo y costos operativos adicionales y mejorar la eficiencia de los procesos de desarrollo y entrega. La contenedorización no sólo es una forma eficiente de gestión de recursos, sino que también promueve el cambio y el crecimiento en entornos complejos.

Plataformas clave y elementos centrales de las aplicaciones en contenedores

Algunas de las plataformas populares para aplicaciones en contenedores incluyen:

• Estibador

  Docker es una plataforma de software de código abierto para generar, implementar y supervisar contenedores de aplicaciones virtualizadas en un sistema operativo (SO) compartido junto con una red de herramientas asociadas.

  
  

• LXC

  LXC es un tiempo de ejecución de contenedor de Linux que comprende herramientas, plantillas, bibliotecas y conexiones de idiomas. Es bastante básico, altamente adaptable e incluye casi todas las características de contención soportadas por el kernel ascendente.

  
  

• rkt

  rkt, también llamado Rocket, es un motor de contenedores que le permite administrar contenedores individuales o trabajar con contenedores Docker mientras le brinda más flexibilidad y control sobre sus aplicaciones en contenedores.

  
  

• CRI-O

  La Container Runtime Interface (CRI) para la plataforma de gestión de contenedores permite tiempos de ejecución compatibles con OCI. Se utiliza frecuentemente en lugar de contenedores Docker con Kubernetes.

Componentes de una configuración de aplicación en contenedor estándar

Los componentes principales de la configuración de una aplicación en contenedores estándar constan de tres elementos principales:

• Motores de contenedores

  Herramientas como el contenedor Docker, CRI-O, Containerd y Windows Containers reducen los gastos administrativos necesarios para administrar aplicaciones y facilitan su lanzamiento y cambio entre entornos.

  
  

• Orquestadores de contenedores

  Plataformas como Kubernetes y OpenShift gestionan una gran cantidad de contenedores, automatizan la implementación y garantizan un funcionamiento fluido.

  
  

• Servicios gestionados de Kubernetes

  Plataformas como Amazon EKS y Google GKE facilitan la gestión de Kubernetes. Simplifican la configuración y el funcionamiento incluso para organizaciones con menos experiencia.

Maximice el impacto de su negocio con la contenedorización

La contenedorización juega un papel crucial en la implementación fluida y exitosa de DevOps, promoviendo el desarrollo de aplicaciones que podrían haber sido difíciles de construir en un sistema de forma nativa. Ya sea una startup o una gran empresa, la contenedorización ofrece agilidad, portabilidad, flexibilidad y velocidad. Los contenedores hacen que varios entornos, como el desarrollo, las pruebas y la producción, sean idénticos. Por lo tanto, no necesita depender de equipos de operaciones para asegurarse de que diferentes servidores ejecuten el mismo software.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es un ejemplo de una aplicación contenedora?

Docker es una forma ampliamente aceptada de contenerización que permite a los desarrolladores de software agrupar sus aplicaciones en contenedores aislados estandarizados. Docker simplifica la ejecución de aplicaciones en cualquier sistema, independientemente de su infraestructura subyacente.

2. ¿Podemos contenerizar cualquier aplicación?

En teoría, la mayoría de las aplicaciones se pueden contener, pero el éxito de la estrategia depende de factores como el diseño de la aplicación, las dependencias y los requisitos de recursos. Por lo tanto, se debe verificar cada aplicación para determinar si se puede implementar la contenedorización y sus beneficios. Las aplicaciones web, los microservicios, las aplicaciones sin estado, los entornos de desarrollo y prueba y las canalizaciones de CI/CD son algunos ejemplos de aplicaciones que podrían contenerse.

3. ¿Cuáles son las tendencias futuras en la tecnología de contenerización?

La tecnología de contenedorización está prosperando y se ha expandido rápidamente. En el ámbito de DevOps, Kubernetes y Docker están ganando terreno entre los desarrolladores porque se actualizan continuamente para satisfacer las demandas del mercado. A medida que la arquitectura de microservicios gana impulso, estas herramientas facilitan a los equipos la gestión de contenedores y la infraestructura. En otras palabras, las nuevas funciones pueden implementarse más rápidamente y adaptarse sin problemas al proceso de desarrollo y entrega en curso.