در گذشته، برنامه‌هایی که بر روی ابر ساخته و مستقر می‌شدند به سیستم‌عامل وابسته بودند. این بدان معنا بود که شما نمی‌توانستید برنامه کاربردی خود را از یک ابر یا ارائه‌دهنده سرویس ابری به دیگری منتقل کنید، حتی اگر آن را از راه دور میزبانی می‌کردید.
اما امروزه، با استفاده از کانتینرها، رایانش ابری به‌طور کلی روش‌های ذخیره‌سازی داده‌ها و اجرای برنامه‌ها را متحول کرده است. با بهره‌گیری از این فناوری، می‌توانید از تکنولوژی‌های مدرن در رایانش بدون نیاز به نوشتن برنامه‌های پیچیده و زمان‌بر استفاده کنید. برنامه‌های مبتنی‌بر کانتینر، کارآمد، سبک و سازگار هستند و آماده مهاجرت‌های آینده خواهند بود. در ادامه مقاله به مزایا و معرفی کانتینرهای ابری خواهیم پرداخت.
کانتنیر چیست؟
کانتینر یک راهکار نرم‌افزاری است که فرآیندها یا میکروسرویس‌های نرم‌افزاری شما را به‌گونه‌ای بسته‌بندی می‌کند که بتوانند در تمام محیط‌های پردازشی به‌راحتی اجرا شوند. به‌طور کلی، شما می‌توانید تمام فایل‌های اجرایی را در کانتینرها ذخیره کنید که شامل فایل‌های پیکربندی، کدهای نرم‌افزاری، کتابخانه‌ها و برنامه‌های باینری می باشد.
محیط‌های پردازشی (رایانشی) نیز به سیستم‌های محلی یا کامپیوترهای شخصی، دیتاسنترهای داخلی و پلتفرم‌های ابری که تحت مدیریت یک ارائه‌دهنده هستند، اشاره دارد.
کانتینرها چطور عمل می کنند؟
کاردکرد استاندارد کانتینر دارای چهار مرحله برای اپلیکشن ها و سرویس هاست که عبارتند از:
۱. ایجاد (Build)
در این مرحله، توسعه‌دهندگان کد منبع اپلیکیشن را نوشته و آن را به یک تصویر (Image) کانتینر تبدیل می‌کنند. این تصویر شامل تمام وابستگی‌ها، کتابخانه‌ها و فایل‌های لازم برای اجرای برنامه است. ابزارهایی مانند Dockerfile برای تعریف نحوه ساخت تصویر استفاده می‌شوند.
۲. تست (Test)
پس از ایجاد تصویر، مرحله تست آغاز می‌شود. در این مرحله، اپلیکیشن در یک محیط ایزوله (که معمولاً به‌عنوان یک کانتینر دیگر اجرا می‌شود) آزمایش می‌شود تا اطمینان حاصل شود که برنامه به درستی کار می‌کند و هیچ گونه خطایی وجود ندارد. این فرآیند می‌تواند شامل تست‌های واحد، تست‌های یکپارچگی و تست‌های عملکرد باشد.
۳. استقرار (Deploy)
پس از اطمینان از عملکرد صحیح اپلیکیشن، نوبت به مرحله استقرار می‌رسد. در این مرحله، تصویر کانتینر به محیط تولید منتقل می‌شود و یک یا چند نمونه از آن اجرا می‌شود. ابزارهای ارکستراسیون مانند Kubernetes می‌توانند برای مدیریت و مقیاس‌پذیری کانتینرها در این مرحله مورد استفاده قرار گیرند.
۴. نظارت و مدیریت (Monitor & Manage)
پس از استقرار، نظارت بر عملکرد اپلیکیشن و مدیریت آن اهمیت دارد. در این مرحله، ابزارهای مانیتورینگ برای رصد سلامت و کارایی کانتینرها و اپلیکیشن‌ها استفاده می‌شوند. این ابزارها می‌توانند به شناسایی مشکلات و بهبود عملکرد کمک کنند. همچنین، در صورت نیاز، می‌توانند به‌صورت خودکار تعداد کانتینرها را بر اساس بار ترافیکی تنظیم کنند.
این چهار مرحله (ایجاد، تست، استقرار، و نظارت و مدیریت) به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که با استفاده از کانتینرها، فرآیند توسعه و استقرار نرم‌افزار را بهینه‌سازی کنند و به سرعت و با اطمینان بیشتری به نیازهای کسب‌وکار پاسخ دهند.
کانتینر ابری چیست؟
کانتینرهای ابری در واقع کانتینرهایی هستند که در یک محیط آنلاین میزبانی می‌شوند و به کاربران این امکان را می‌دهند تا از هر نقطه‌ای از جهان به آنها دسترسی پیدا کنند. با این حال، فرآیندهای اپلیکیشن یا میکروسرویس‌های موجود در این کانتینرها از زیرساخت‌های ابری مجزا و مستقل عمل می‌کنند.
کانتینرها را میتوان به عنوان سیستم‌عامل‌های مجازی تصور کرد که اپلیکیشن شما را به گونه‌ای آماده می‌کنند که بتواند بر روی هر سیستم‌عاملی اجرا شود.
از آنجایی که یک اپلیکیشن به طور ذاتی به یک محیط ابری خاص، یک سیستم‌عامل مشخص یا فضای ذخیره‌سازی انحصاری محدود نمی‌شود، فرآیند کانتینرسازی می‌تواند باعث شود که آن اپلیکیشن در هر محیطی به راحتی اجرا شود. این ویژگی، به توسعه‌دهندگان و سازمان‌ها این امکان را می‌دهد که به راحتی اپلیکیشن‌های خود را به هر محیطی منتقل کنند و از انعطاف‌پذیری بیشتری در استقرار و مدیریت آنها برخوردار شوند.
تفاوت کانتینرها و ماشین‌های مجازی
برای درک بهتر کانتینرهای ابری، بهتر است تفاوت آنها را با ماشین‌های مجازی سنتی بررسی کنیم. ماشین مجازی (VM) نمایشی مجازی از یک کامپیوتر فیزیکی است که به عنوان مهمان (Guest) شناخته می‌شود، در حالی که کامپیوتر فیزیکی که ماشین مجازی روی آن اجرا می‌شود، میزبان (Host) نامیده می‌شود.
فناوری مجازی‌سازی این امکان را فراهم می‌کند که ماشین‌های مجازی ایجاد شوند. یک هایپروایزر، که لایه‌ای نرم‌افزاری برای مدیریت منابع است، منابع محاسباتی فیزیکی مانند پردازنده‌ها، حافظه و فضای ذخیره‌سازی را به هر ماشین مجازی تخصیص می‌دهد. این هایپروایزرها با جداسازی ماشین‌های مجازی از یکدیگر، از تداخل آنها جلوگیری می‌کنند. هر ماشین مجازی شامل یک سیستم‌عامل مهمان، یک نسخه مجازی از سخت‌افزاری که برای اجرای سیستم‌عامل نیاز دارد، به‌علاوه برنامه کاربردی و کتابخانه‌ها و وابستگی‌های مربوط به آن می‌شود. VMware یکی از پیشگامان فناوری مجازی‌سازی مبتنی بر هایپروایزر است.
در مقابل، فناوری کانتینر به جای مجازی‌سازی سخت‌افزار، سیستم‌عامل (معمولاً لینوکس) را مجازی‌سازی می‌کند. هر کانتینر فقط شامل برنامه کاربردی، کتابخانه‌ها، فایل‌های پیکربندی و وابستگی‌های آن است. نبود سیستم‌عامل مهمان موجب می‌شود که کانتینرها سبک‌تر و به همین دلیل سریع‌تر و قابل حمل‌تر از ماشین‌های مجازی باشند.
کانتینرها و ماشین‌های مجازی در تضاد با یکدیگر نیستند. به عنوان مثال، یک سازمان می‌تواند با اجرای کانتینرها در ماشین‌های مجازی از مزایای هر دو فناوری بهره‌برداری کند و از این طریق ایزوله‌سازی و امنیت بیشتری را فراهم آورد. همچنین، میتوان از ابزارهای موجود برای خودکارسازی، پشتیبان‌گیری و نظارت استفاده کرد.
کانتینرسازی چه مزیت هایی دارد؟
کانتینرسازی به عنوان یک فناوری نوین در توسعه و استقرار نرم‌افزارها، مزایای متعددی را به همراه دارد که شامل موارد زیر است:
- کانتینرها نسبت به ماشین های مجازی به منابع سیستمی کمتری نیاز دارند، چراکه آنها imageهای سیستم عامل را به هر اپلیکیشنی که ذخیره می کنند، محدود نمی کنند.
- با توجه به اینکه اپ های کانتینر شده از سیستم عامل میزبان استفاده می کنند، به اصطلاح interoperable هستند.
- از آنجا که کانتینرها به زیرساخت وابسته نیستند، جای هیچ نگرانی در خصوص سطوح سخت افزاری و راه اندازی آنها وجود نخواهد داشت.
- قابل حمل بودن کانتینرها نیز یک مزیت دیگر است که می توان آنها را به راحتی منتقل کرده و در هر جایی اجرا کرد.
- مقیاس دهی و توسعه آنها آسان است چراکه تکنولوژی کانتینر سازی امکان ارتقای تدریجی و تست موازی را ممکن ساخته است.
کاربرد کانتینرها
کانتینرها یک مکانیزم منطقی برای بسته‌بندی ارائه می‌دهند که به برنامه‌های کاربردی اجازه می‌دهد از محیطی که در آن اجرا می‌شوند، انتزاع شوند. این جداسازی به برنامه‌های مبتنی بر کانتینر این امکان را می‌دهد که به‌راحتی و به‌طور مداوم مستقر شوند، بدون توجه به اینکه محیط هدف یک مرکز داده خصوصی، ابر عمومی یا حتی لپ‌تاپ شخصی توسعه‌دهنده باشد.
توسعه و عملیات (DevOps): با ترکیب میکروسرویس‌ها به‌عنوان یک معماری و کانتینرها به‌عنوان پلتفرمی کارآمد، زیرساخت مشترکی برای تیم‌های توسعه و عملیات ایجاد می‌شود که از متدولوژی‌های DevOps بهره می‌برند. به‌عنوان مثال، کانتینرها به‌طور مؤثری از خطوط لوله توسعه و عملیات (Pipelines) که شامل پیاده‌سازی یکپارچه و استقرار مداوم (CI/CD) هستند، پشتیبانی می‌کنند.
میکروسرویس‌ها: کانتینرها به دلیل حجم کم و ابعاد کوچک خود، انتخاب مناسبی برای معماری‌های میکروسرویس به شمار می‌آیند. در این معماری، برنامه‌های کاربردی از مجموعه‌ای از سرویس‌های کوچک‌تر تشکیل شده‌اند که هر یک دارای وابستگی‌های خاص خود بوده و می‌توانند به‌طور مستقل مستقر شوند.
ابر ترکیبی و چندابری: کانتینرها قابلیت اجرا در محیط‌های متنوعی از لپ‌تاپ‌ها و مراکز داده داخلی تا ابرها دارند و این ویژگی آنها را به زیرساختی ایده‌آل برای سناریوهای ابر ترکیبی (Hybrid Cloud) و چندابری (Multicloud) تبدیل می‌کند. این رویکرد به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا از ترکیب چندین ابر عمومی و مراکز داده خود بهره‌برداری کنند.
مهاجرت ابری: یکی از روش‌های رایج برای مدرن‌سازی برنامه‌ها، استفاده از کانتینرها به‌منظور آماده‌سازی آنها برای مهاجرت به محیط‌های ابری است.
اجرا در هر مکان: کانتینرها قابلیت اجرا در تقریباً هر محیطی را دارند. در هر جایی که بخواهید نرم‌افزار خود را راه‌اندازی کنید، می‌توانید به آسانی از کانتینرها بهره ببرید.
هوش مصنوعی مولد: کانتینرها روشی کارآمد برای استقرار و مدیریت مدل‌های بزرگ زبان (Large Language Models LLM) مرتبط با هوش مصنوعی مولد (Generative AI) ارائه می‌دهند. این مدل‌ها به‌کمک ابزارهای ارکستراسیون قابلیت حمل و مقیاس‌پذیری بالایی دارند. همچنین، تغییرات اعمال‌شده بر LLM به‌سرعت می‌توانند در یک تصویر کانتینر جدید بسته‌بندی شوند و روند توسعه و آزمایش را تسریع کنند.
عملیات کارآمد: به دلیل وزن سبک، کانتینرها اجازه می‌دهند تنها از منابع محاسباتی مورد نیاز استفاده شود که به بهینه‌سازی اجرای برنامه‌های کاربردی کمک می‌کند.
توسعه چابک: کانتینرها به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که بدون نگرانی از وابستگی‌ها و محیط‌های مختلف، با سرعت بیشتری پیش بروند.
جمع بندی
در دنیای امروز، یکی از روش‌های پیشرفته برای توسعه و توزیع نرم‌افزارها، اپلیکیشن‌ها و سرویس‌های مدرن، بهره‌گیری از تکنولوژی کانتینر سازی است. این تکنولوژی به شما این امکان را می‌دهد که سرویس خود را روی یک پلتفرم ابری پیشرفته ایجاد کرده و به توسعه و ارتقاء آن بپردازید. همچنین می‌توانید اپلیکیشن‌ها و نرم‌افزارهای جانبی را کانتینر سازی کرده و در قالب یک بسته به کاربران نهایی ارائه دهید.
