Os containers revolucionaram o modo como desenvolvemos e implantamos software, oferecendo uma forma eficiente e portátil de executar aplicações.
Este artigo desvenda os conceitos, benefícios e práticas associados a essa tecnologia transformadora, desde o isolamento de ambientes até a orquestração de containers em larga escala.
O que são containers
Containers são tecnologias de virtualização leve que permitem executar e isolar processos em um sistema operacional de forma eficiente, sem a necessidade de iniciar máquinas virtuais separadas para cada aplicativo.
Diferentemente da virtualização tradicional, que virtualiza o hardware para rodar sistemas operacionais diferentes em um único sistema físico, os containers compartilham o mesmo kernel do sistema operacional host e isolam os processos da aplicação dentro de contêineres.
Esta abordagem permite que os containers sejam muito mais leves, rápidos para iniciar e eficientes em termos de recursos comparados às máquinas virtuais tradicionais.
A história dos containers inicia-se muito antes do Docker, que é a tecnologia de containerização mais conhecida atualmente.
O conceito de containerização tem suas raízes no chroot, introduzido em 1979 no UNIX Version 7.
Desde então, diversas tecnologias contribuíram para o desenvolvimento e popularização dos containers, como o LXC (Linux Containers), que fornece um ambiente de execução isolado para aplicativos usando a API de cgroups e namespaces do Linux.
Docker, introduzido em 2013, revolucionou o uso de containers ao simplificar o processo de containerização com uma solução tudo-em-um que inclui um mecanismo de container, uma biblioteca de imagens de containers e um serviço de compartilhamento de imagens, facilitando enormemente a criação, o gerenciamento e a distribuição de containers.
Atualmente, os containers e a virtualização coexistem, mas os containers têm emergido como a opção preferida para muitas situações devido à sua eficiência, leveza e flexibilidade, particularmente em ambientes de desenvolvimento, testes e produção, onde a consistência e a rapidez são de suma importância.
Qual é a função dos Containers
A função primordial dos contêineres reside em sua capacidade de encapsular um ambiente completo de software, incluindo a aplicação e suas dependências, bibliotecas, e até mesmo variáveis de ambiente e configurações específicas, tudo isso isolado do sistema subjacente.
Esta característica permite que um aplicativo seja desenvolvido, testado e executado em ambientes distintos sem a necessidade de adaptações ou reconfigurações, garantindo uma consistência incrível entre os diferentes estágios de desenvolvimento, testes e produção.
Esse encapsulamento favorece a criação de ambientes leves e portáteis, que são executados com facilidade em qualquer infraestrutura que suporte a tecnologia de contêineres, diminuindo drasticamente o famoso problema “na minha máquina funciona”.
Além disso, contêineres facilitam significativamente a vida dos desenvolvedores e operadores de sistemas (DevOps), pois simplificam processos como integração contínua (CI) e entrega contínua (CD), permitindo a automação desses processos de maneira eficaz.
A isolação de processos que os contêineres proporcionam significa que alterações em um contêiner não afetam outros, tornando as atualizações e manutenções menos arriscadas e mais controláveis.
A capacidade de replicar ambientes de maneira idêntica em diferentes estágios de desenvolvimento e produção reduz os erros relacionados ao ambiente, pois elimina as discrepâncias entre os sistemas onde o software está sendo desenvolvido e onde efetivamente será executado, simplificando tremendamente os fluxos de trabalho e aumentando a eficiência das equipes de TI.
Quais os benefícios dos containers
Os benefícios dos containers são vastos e se manifestam de várias maneiras, impactando diretamente a forma como as equipes de desenvolvimento e operações trabalham.
Um dos principais benefícios é a portabilidade que oferecem, possibilitando que uma aplicação seja embalada junto com suas dependências, bibliotecas e binários em um contêiner, o que garante que ela funcionará em qualquer ambiente, seja este um laptop local, um servidor físico na empresa ou um servidor virtual em uma nuvem pública.
Isso elimina o problema comum de “funciona no meu ambiente”, uma vez que o ambiente de execução é consistente, independente de onde o contêiner está operando.
Além da portabilidade, containers são incrivelmente eficientes em termos de utilização de recursos quando comparados com as máquinas virtuais tradicionais. Isso acontece porque containers compartilham o mesmo kernel do sistema operacional hospedeiro, mas podem ser isolados uns dos outros.
Essa característica permite que mais cargas de trabalho sejam executadas no mesmo hardware que, de outra forma, necessitariam de várias máquinas virtuais, cada uma com seu próprio sistema operacional completo.
A velocidade de implantação e a escalabilidade são outros benefícios notáveis. Enquanto a execução de uma nova instância de máquina virtual pode levar minutos, um contêiner pode ser iniciado em questão de segundos.
Essa rapidez facilita práticas de integração e entrega contínua, permitindo que as equipes desenvolvam, testem e implantem com muito mais frequência e confiabilidade.
Em um ambiente de produção, essa característica permite uma escalabilidade quase instantânea para responder a picos de demanda, ajustando o número de containers em execução para cima ou para baixo com agilidade e precisão.
No mundo real, empresas de todos os tamanhos têm adotado containers para ganhar agilidade no desenvolvimento de software e mais eficiência operacional.
Um exemplo prático pode ser observado em serviços de streaming de vídeo, que precisam de uma infraestrutura altamente escalável para lidar com demandas variáveis de visualizações.
Utilizando containers, esses serviços conseguem escalar seus recursos rapidamente, adicionando ou removendo containers conforme necessário para garantir uma experiência do usuário consistente, mesmo durante os picos de acesso.
Outro exemplo pode ser encontrado em startups que operam completamente na nuvem, essas empresas podem se beneficiar do baixo custo e da flexibilidade dos containers para testar novas ideias e iterar rapidamente, mantendo uma gestão eficiente de recursos e custos operacionais.
O que é orquestração de containers
A orquestração de containers é um conceito fundamental para o gerenciamento eficiente de múltiplos containers, garantindo não apenas a alta disponibilidade dos serviços, mas também a comunicação eficaz e a rede entre eles.
Na prática, a orquestração de containers permite que desenvolvedores e administradores de sistemas automatizem a implantação, a escala e a operação de aplicações contêinerizadas.
Ferramentas como Kubernetes e Docker Swarm estão no centro dessa revolução, oferecendo plataformas capazes de gerenciar o ciclo de vida dos containers em ambientes de produção em larga escala.
Kubernetes, por exemplo, é uma plataforma de código aberto que automatiza a implantação, o dimensionamento e a gestão de aplicações em containers, permitindo que os mesmos sejam organizados em “pods”, um ou mais containers que compartilham o mesmo contexto de rede e armazenamento.
Por meio de seu sistema de orquestração, Kubernetes facilita práticas como load balancing, auto-reparo, descoberta de serviços e gerenciamento de configurações, essenciais para o desenvolvimento baseado em microserviços.
Docker Swarm, por outro lado, é uma ferramenta integrada ao Docker, que permite agrupar e gerenciar um cluster de instâncias do Docker, simplificando a escala de aplicações ao permitir que os desenvolvedores declarem o estado desejado dos serviços, como o número de réplicas, sem se preocuparem com a execução em nível de máquina.
A adoção dessas ferramentas não apenas otimiza recursos, mas também promove a agilidade e a eficiência no ciclo de vida das aplicações.
O conceito de microserviços, intimamente ligado à orquestração de containers, refere-se a uma abordagem arquitetônica de desenvolvimento de software em que uma aplicação é estruturada como um conjunto de serviços menores, independentes e deployáveis através de containers, que comunicam-se através de API’s definidas.
Esta abordagem permite que equipes de desenvolvimento atualizem serviços individuais em ritmo próprio, sem comprometer todo o sistema.
Assim, a orquestração de containers surge como um facilitador crítico para o gerenciamento e automação desses microserviços, assegurando não apenas a eficiência operacional, mas também a capacidade de inovação e resposta rápida às mudanças do mercado.
Como usar containers
Para começar a usar containers, um dos primeiros passos é a criação de um arquivo Dockerfile.
Esse documento de texto simples contém todas as instruções necessárias para construir uma imagem de container, especificando a base do sistema operacional, as dependências do software, os arquivos a serem adicionados ao container, e os comandos a serem executados durante o processo de build.
A construção de uma imagem de container a partir de um Dockerfile é realizada através do comando “docker build”.
Este processo compila e prepara tudo o que é necessário para rodar uma aplicação em um ambiente isolado, gerando uma imagem que pode ser usada para iniciar containers.
Após a criação da imagem, a execução e o gerenciamento de containers são feitos por meio de comandos Docker CLI.
Para executar um container, utiliza-se o comando “docker run”, seguido de parâmetros que definem como o container deve operar, como portas que devem ser expostas e volumes de dados que devem ser montados.
O gerenciamento de containers inclui verificar seu estado com “docker ps”, iniciar e parar containers com “docker start” e “docker stop”, e acessar logs de aplicativos com “docker logs”.
A importância do Docker Hub e de outras registries é fundamental nesse contexto, pois essas plataformas funcionam como bibliotecas onde usuários e organizações podem armazenar e compartilhar imagens de containers.
Eles permitem que desenvolvedores puxem imagens pré-existentes para uso em seus próprios projetos, reduzindo o tempo de configuração e promovendo a reutilização de software.
Além disso, a prática de versionamento e compartilhamento de imagens facilita a colaboração entre equipes e a implementação de integração contínua e entrega contínua (CI/CD) em ambientes de desenvolvimento de software.
Segurança de containers
A segurança dos containers é um aspecto crítico que deve ser meticulosamente gerenciado para proteger as aplicações e a infraestrutura subjacente.
Uma prática fundamental é adotar o princípio do mínimo privilégio, garantindo que cada container tenha apenas as permissões estritamente necessárias para suas operações.
Essa estratégia minimiza a superfície de ataque e reduz o risco associado a vulnerabilidades de software ou configurações inadequadas.
Além disso, é essencial utilizar imagens oficiais e atualizadas disponíveis em repositórios confiáveis, como o Docker Hub. Imagens não oficiais ou desatualizadas podem conter vulnerabilidades conhecidas que expõem aplicações a riscos de segurança.
Portanto, a implementação de políticas para regular a atualização automática de imagens e revalidar periodicamente a procedência e a integridade das imagens é decisiva para manter a segurança.
Outro aspecto relevante na segurança dos containers é a gestão adequada de segredos, que inclui credenciais, chaves de API, e outros dados sensíveis.
A exposição desses segredos pode levar a violações de segurança significativas.
Métodos eficazes para gerenciar segredos envolvem o uso de ferramentas especializadas que permitem armazená-los de forma segura e fornecê-los aos containers apenas no momento da execução, evitando a inserção de segredos diretamente nas imagens ou no código fonte.
Além disso, na orquestração de containers, plataformas como o Kubernetes oferecem mecanismos integrados para a gestão de segredos e políticas de segurança, permitindo uma configuração detalhada de controles de acesso e comunicações seguras entre os serviços.
A implementação de redes de overlay para isolamento de tráfego entre os containers, a criptografia de dados em trânsito e em repouso, e a utilização de scanners de vulnerabilidades para análise contínua são práticas complementares que fortalecem a postura de segurança em ambientes baseados em containers.
Produtos e serviços relacionados com containers
Explorando o robusto ecossistema de produtos e serviços relacionados com containers, percebe-se que esta tecnologia não só revolucionou o desenvolvimento e a operação de softwares mas também deu origem a uma ampla gama de soluções que facilitam sua implementação, gerenciamento e escalabilidade.
Entre as plataformas mais conhecidas está o Docker Hub, um repositório que permite aos desenvolvedores compartilhar e acessar imagens de containers.
Isso simplifica enormemente o processo de construção e distribuição de aplicações, permitindo que os desenvolvedores se concentrem na criação de soluções inovadoras, sem se preocuparem com a infraestrutura subjacente.
No âmbito dos provedores de cloud, serviços como o Amazon Elastic Container Service (ECS) e o Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS) fornecem plataformas robustas para o gerenciamento e a orquestração de containers em grande escala.
Da mesma forma, a Azure oferece o Azure Container Instances, que possibilita a execução de containers no Azure sem a necessidade de gerenciar servidores ou clusters, e o Google Cloud Platform possui o Google Kubernetes Engine (GKE), otimizado para a execução de aplicações em containers usando o Kubernetes.
Esses serviços são complementados por ferramentas de Integração Contínua e Entrega Contínua (CI/CD), como Jenkins, CircleCI, e GitLab, que integram com containers para automatizar o teste, a integração, e a entrega de aplicações, garantindo que o processo de desenvolvimento seja eficiente, seguro e resiliente.
Este ecossistema completo facilita a adoção de containers por empresas de todos os tamanhos, permitindo-lhes aproveitar os benefícios da escalabilidade, eficiência e isolamento que os containers oferecem.
Container e Docker: qual a diferença
A diferença fundamental entre o conceito de containers e a plataforma Docker reside na distinção entre a ideia abstrata e uma das suas implementações práticas.
Containers são ambientes leves e portáteis para a execução de aplicações, isolando-as do sistema operacional subjacente, o que permite que rodem consistentemente em qualquer infraestrutura.
Neste âmbito, Docker surge como uma das tecnologias mais populares e influentes que implementam esse conceito, fornecendo uma plataforma aberta para desenvolver, enviar e rodar aplicações dentro de containers.
Contudo, Docker é apenas uma entre várias opções disponíveis no mercado.
Tecnologias como CoreOS rkt (agora parte do projeto CNCF e conhecido como ‘rkt’), Mesos Containers e LXD, também fornecem capacidades de contêinerização, cada uma com suas peculiaridades e foco em diferentes aspectos da operação de containers.
A importância da padronização no universo dos containers é evidenciada pela iniciativa da Open Container Initiative (OCI), que busca promover normas abertas e interoperabilidade entre diferentes sistemas de containers.
A OCI define especificações para formatos de contêiner e runtimes (ambiente de execução), assegurando que os containers possam operar de forma fluida em todas as tecnologias compatíveis.
Esta padronização é crucial para evitar o bloqueio em fornecedores específicos e garantir uma ampla adoção e inovação contínua no campo da contêinerização.
Assim, enquanto Docker certamente mantém um papel proeminente como pioneiro e facilitador precoce desta tecnologia, o cenário global de containers é vasto e diversificado, oferecendo às organizações uma gama de soluções adaptáveis às suas necessidades específicas.
Onde entra a virtualização
No mundo da tecnologia, a virtualização atua como um pilar fundamental para a criação de ambientes computacionais flexíveis, permitindo a execução de múltiplos sistemas operacionais em um único servidor físico.
É nesta esfera que ela se entrelaça com a contêinerização de aplicações, uma vez que ambas buscam otimizar recursos e aumentar a eficiência.
Contudo, ao contrário dos containers, que isolam o ambiente de execução de uma aplicação específica, a virtualização cria máquinas virtuais completas, incluindo seu próprio sistema operacional.
Este nível de isolamento é crucial em ambientes onde diferentes sistemas operacionais precisam coexistir de forma segura e isolada.
A combinação de virtualização e containers desbloqueia uma série de benefícios para a infraestrutura de TI.
Por um lado, a virtualização permite que múltiplas máquinas virtuais compartilhem os mesmos recursos físicos de forma isolada, o que maximiza a utilização do hardware e reduz custos.
Por outro lado, os containers proporcionam uma forma leve de empacotar, entregar e executar aplicações, garantindo consistência entre ambientes de desenvolvimento, teste e produção.
Quando usadas juntas, estas tecnologias permitem uma maior densidade de aplicações em hardware, reduzindo ainda mais custos e aumentando a eficiência operacional.
Além disso, a possibilidade de mover containers entre diferentes ambientes de virtualização ou mesmo para a nuvem, sem necessidade de adaptações, oferece uma agilidade sem precedentes na gestão de aplicações.
Assim, a integração da virtualização com a contêinerização abre caminho para infraestruturas altamente escaláveis e adaptáveis, preparando as organizações para os desafios e oportunidades do futuro da computação.
Tendências e futuro dos containers
Após entendermos a interação entre a virtualização e os containers, observamos atualmente uma crescente tendência no uso de infraestrutura como código, facilitando ainda mais o gerenciamento e implantação de ambientes virtuais e de containers.
Este movimento rumo à automação, onde a configuração da infraestrutura é tratada como código, permite que os desenvolvedores e operadores de TI rapidamente provisionem e configurem novos ambientes, reduzindo drasticamente o tempo de lançamento de novas aplicações e serviços.
Infraestrutura como código torna-se um aliado fundamental dos containers, pois ambos buscam otimizar recursos, aumentar a eficiência operacional e promover a escalabilidade.
A importância da orquestração de containers também se destaca dentro deste contexto, sendo uma peça-chave na gestão de clusters de containers em ambientes de produção.
Sistemas de orquestração, como Kubernetes, surgem não apenas como facilitadores na administração de recursos, mas também como potencializadores da segurança, confiabilidade e disponibilidade dos serviços hospedados em containers.
Prevê-se que a adoção desta prática continue a crescer, à medida que as organizações buscam soluções mais ágeis e flexíveis para o desenvolvimento e operação de suas aplicações.
A evolução na orquestração e gestão de containers está remodelando o futuro do desenvolvimento de software e das operações de TI, apontando para uma era onde a eficiência, a portabilidade e a escalabilidade das aplicações serão fatores ainda mais críticos para o sucesso no mercado tecnológico.
Os containers emergiram como uma forna poderosa e flexível de virtualização, otimizando o desenvolvimento, a implantação e a escalabilidade de aplicações.
Este panorama abordou não só como utilizar essa tecnologia, mas também sua segurança, diferenças com plataformas similares e seu futuro promissor.
A Target é Especializada em Softwares e Serviços para Telecomunicações e TI
A Target Solutions é uma empresa de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) especializada em Desenvolvimento de Softwares, Integração de Sistemas, Automação e Monitoramento de Infraestrutura de TI, Serviços de Suporte, Tecnologia Open Source e DevOps.
Temos uma longa experiência na escolha, implantação e suporte de soluções que utilizam a tecnologia Open Source, e destacamos abaixo algumas áreas com projetos entregues:
- Monitoramento de Ativos
- Backup Gerenciado
- Automação e Orquestração de Processos
- Solução de API Management
- Automação de Infraestrutura
Nossa equipe técnica possui alta capacitação e amplo conhecimento e experiência em ambientes heterogêneos de hardware e software, além de estar sempre em constante atualização com as novidades do mercado para contribuir em nosso processo de melhoria contínua.
Clique aqui para agendar um contato com um de nossos Consultores Especializados.
Autor deste Artigo: Equipe de DevOps da Target Solutions
Revisão: Paulo Florêncio, Diretor Comercial da Target Solution