یک کانتینر، در اصل شبیه یک واحد مستقل است که یک برنامه نرم افزاری را به همراه تمام وابستگی های آن مانند کتابخانه ها، باینری ها و فایل های پیکربندی که برای اجرای کارآمد آن لازم است، بسته بندی می کند و معمولا در سرور ابری استفاده می شود. این تقسیم بندی به کانتینر ابری اجازه می دهد به طور یکنواخت در محیط های مختلف مثل ماشین محلی یک توسعه دهنده، یک سرور آزمایشی یا یک محیط تولید در فضای ابری، کار کند.
تکامل استقرار نرم افزار
قبل از استفاده از کانتینر، توسعه دهندگان، کد می نوشتند، آن را کامپایل می کردند و روی یک ماشین محلی اجرا می کردند. استقرار شامل انتقال کد به سرور از طریق FTP ،SSH یا رسانه فیزیکی بود اما با پیچیده تر شدن برنامه ها، محیط های آن ها نیز پیچیده تر شد که منجر به مشکل کارنکردن برنامه در دستگاه های مختلف بود. اختلاف بین محیط های محلی و تولیدی اغلب منجر به باگ ها و خطاهای پیش بینی نشده می شود که مانع انتقال روان به سرورها می شود. مجازی سازی راه حلی را با شبیه سازی سخت افزار برای برنامه های جداگانه ارائه کرد که هر کدام در ماشین مجازی (VM) اجرا می شوند. ماشین های مجازی یک برنامه کاربردی را به همراه یک نسخه کامل از یک سیستم عامل و همه باینری ها و کتابخانه های لازم را فراخوانی و جداسازی کامل را ایجاد می کنند. در حالی که این امر بسیاری از ناسازگاری های بین توسعه و تولید را حل کرد، هزینه های سربار را از نظر عملکرد، ذخیره سازی و زمان راه اندازی اضافه کرد. هر ماشین مجازی مستلزم افزایش منابع به شکل قابل توجهی بود که منجر به استفاده ناکافی از سرورها و افزایش هزینه ها شد.
برخلاف ماشین های مجازی، کانتینرها هسته سیستم میزبان را به اشتراک می گذارند و از نیاز به یک نمونه سیستم عامل کامل خودداری می کنند که اندازه و منابع مورد نیاز آن ها را به شدت کاهش می دهد. کانتینرها نسبت به ماشین های مجازی سبک تر هستند و به نمونه های بیشتری اجازه می دهند که به طور همزمان روی یک سخت افزار اجرا شوند بنابراین استفاده از منابع، بهینه می شود. همچنین کانتینرها دارای زمان راه اندازی سریع هستند، میلی ثانیه ها در مقایسه با دقایقی که ماشین های مجازی صرف می کنند که باعث افزایش سرعت استقرار می شود. کانتینرها در محیط های مختلف، یکنواختی را ارائه می دهند و این اطمینان را می دهند که اگر در مرحله توسعه اجرا شود، در تولید نیز یکسان خواهد بود.
معماری میکروسرویس ها که در آن برنامه های کاربردی به سرویس های کوچک تر و به طور مستقل تجزیه می شوند، به دلیل ماهیت پایین بودن حجم با کانتینرها همراه است. این هم افزایی به سیستم ها، انعطاف پذیری بیش تر و مدیریت راحت تر را فراهم می کند و تکامل برنامه های کاربردی ابری را آسان می کند. همانطور که ما شاهد این تغییر از روش های استقرار سنتی به استقرار مبتنی بر کانتینر هستیم، واضح است که این فناوری به استانداردی جدید، تبدیل شده است. ظهور این خدمات مدیریت شده از ارائه دهندگان ابری حتی موانع را کاهش و کانتینرها را برای شرکت هایی با اندازه های مختلف در دسترس قرار داده است.
نقش داکر در کانتینرسازی
Docker Engine معادل پذیرش گسترده محیط های کاربردی بسته بندی در بخش توسعه است. Docker تغییرات را ساده تر کرد و بسته بندی و توزیع برنامه ها را آسان تر از همیشه کرد. نقش محوری موتور داکر در هماهنگی استقرار برنامه های کاربردی مدرن غیر قابل انکار است. Docker Engine در هسته خود یک برنامه کاربردی سرور-کلینت قدرتمند و قوی، همراه با سه جزء ضروری است. فرآیند dockerd، یک API REST را فراهم می کند که برنامه ها این امکان را دارند که از آن برای ارتباط با سرور و دستور دادن به آن استفاده کنند و همچنین یک رابط خط فرمان (CLI) وجود دارد که کاربران می توانند برای تعامل از آن استفاده کنند.
یکی از قابلیت های اساسی داکر، تبدیل برنامه های کاربردی به یک سری لایه های متحد شده به یک شی واحد است که به عنوان تصویر شناخته می شود. این عکس های فوری غیرقابل تغییر، طرحی را برای نمونه سازی بخش های قابل اجرا که در داکر، به عنوان کانتینر شناخته می شود، ارائه می کنند. Docker Engine یک Dockerfile، یک اسکریپت از دستورالعمل ها را به کار می گیرد تا فرآیند ایجاد تصویر را خودکار کند، در نتیجه کارهایی را که زمانی به تلاش دستی قابل توجهی نیاز داشتند، ساده می کند. در سطح عملیاتی، داکر از فضاها و ویژگی های اساسی هسته لینوکس استفاده می کند تا اطمینان حاصل کند که هر نمونه برنامه در یک محیط ایزوله با منابع اختصاص یافته اجرا می شود که با میزبان یا سایر برنامه های کاربردی که همزمان اجرا می شوند، تداخل ندارد. با به حداکثر رساندن کارایی جداسازی، به طور موثر به چندین برنامه اجازه می دهد تا یک سیستم میزبان را بدون مشکل به اشتراک بگذارند.
با توانمند سازی توسعه دهندگان برای استقرار این برنامه های کپسوله شده در هر سیستمی که پلتفرم داکر را اجرا می کند، بدون توجه به تفاوت های اساسی، قابلیت حمل پذیری تضمین می شود. این تکنولوژی از یک سیستم فایل برای لایه بندی تصاویر استفاده می کند، در نتیجه با استفاده مجدد از لایه های تصویر برای چندین برنامه، ذخیره سازی را بهینه می کند. هنگامی که تغییرات رخ می دهد، تنها آن لایه به روز می شود که استفاده موثر و توزیع منابع ذخیره سازی را تضمین می کند. همچنین Docker Hub اکوسیستمی را برای به اشتراک گذاری و مدیریت تصاویر برنامه در بین تیم ها و سازمان ها ایجاد می کند و همکاری و کارایی را تقویت می کند.
مدیریت و امنیت کانتینر
همانطور که برنامه های کاربردی کانتینری رایج تر می شوند، درک بهترین شیوه ها برای مدیریت و امنیت آنها بسیار مهم است. مدیریت موثر کانتینرها نه تنها شامل تنظیم چرخه حیات آنها می شود بلکه همچنین تضمین می کند که آنها در مراحل مختلف توسعه، ایمن باقی می مانند. در اینجا یک راهنمای جامع ارائه شده است که بهترین شیوه های حیاتی را برای حفظ کارایی و ایمنی محیط های کانتینری نشان می دهد.
آینده کانتینرها در توسعه و استقرار نرم افزار
همینطور که رو به جلو پیش می رویم، نقش محیط های کاربردی محصور شده در توسعه و استقرار نرم افزار برای گسترش و نوآوری بیشتر شده است. این مسیر نه تنها یک تغییر تدریجی بلکه یک جهش دگرگون کننده به جلو در نحوه ساخت، ارائه و مدیریت برنامه ها را نشان می دهد. هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) شروع به ایفای نقش محوری در مدیریت حجم کاری خواهند کرد. تجزیه و تحلیل و پیشبینی، تصمیمات مقیاس پذیری هوشمندانه تری را ممکن می سازد و اتوماسیون مبتنی بر هوش مصنوعی، استفاده از منابع را بیشتر بهینه می کند و خطاهای دستی را کاهش می دهد. رویکرد جامعه محور برای توسعه این فناوری ها به پیشرفت آن ها کمک کرده است و در آینده احتمالاً گسترش بیش تر پروژه های منبع باز را به همراه خواهد داشت که منجر به همکاری، تقویت نوآوری و تحکیم استاندارد های استقرار می شود.
با ادامه رشد این محیط ها، سرعت نوآوری سریعتر می شود. ویژگی ها، پلاگین ها و برنامه های جدید پدیدار خواهند شد که با بازخورد جامعه و پیگیری بی وقفه، غلبه بر محدودیت ها و روش های فعلی را در پی خواهند داشت. با ظهور اینترنت اشیا و نیاز به پردازش با تأخیر کم، محاسبات به شکل افزایشی به محیط های اجرا سریع متکی می شوند.
نتیجه گیری
در این نقطه اوج، ما به این فکر می کنیم که چگونه فناوری جداسازی قسمت های مختلف برنامه، خود را به عنوان عنصر اساسی در زیرساخت نرم افزار مدرن۷ معرفی کرده است. این نوآوری از روندهای خود برای ایجاد یک هنجار جدید در استقرار و مدیریت برنامه ها فراتر می رود و سطحی از کارایی و انعطاف پذیری را ارائه می دهد که قبلاً دست نیافتنی بود. در قلب این تغییر، توانایی بسته بندی کردن محیط برنامه، هماهنگ کردن ناسازگاری ها در پلتفرم های مختلف و اطمینان از توسعه تا تولید است. همانطور که صنایع به پیشرفت خود ادامه می دهند و فناوری به ناچار پیشرفت می کند، نقش این واحدها یکپارچه تر می شود و به عنوان بلوک های ساختمانی عمل می کنند که آینده زیرساخت های نرم افزاری بر اساس آن ها ساخته می شود.
