معماری کانتینری در هاستینگ: مفاهیم، مزایا و کاربردها
در دنیای توسعه نرم افزار، کمتر فناوری توانسته است به اندازه کانتینرها در مدت زمانی کوتاه تغییری بنیادین ایجاد کند. تا همین یک دهه پیش فرایند استقرار اپلیکیشنها روی سرور یکی از چالشهای بزرگ این حوزه بود. با این حال امروزه، معماری کانتینری نه تنها چرخه توسعه نرم افزار، بلکه فضای ابری و همچنین حوزه هاستینگ را دگرگون کرده است.
معماری کانتینری چیست؟
معماری کانتینری شکلی از مجازی سازی در سطح سیستم عامل است. در این روش تمام اجزای مورد نیاز برای اجرای یک نرم افزار، شامل کد، برنامه، کتابخانه، وابستگی و فایلهای پیکربندی در یک بسته واحد و سبک به نام کانتینر قرار میگیرند. میزبانی کانتینری به شما امکان میدهد چندین برنامه را روی یک سرور واحد اجرا کنید، یک اکوسیستم میزبانی بسیار کارآمد ایجاد کنید و هزینههای جاری را کاهش دهید. به علاوه به لطف ابزارهای مقیاس پذیری و مدیریت قابل اعتماد، مدیریت کانتینرها و Containerization این روزها بسیار سادهتر شده است. آنها سبک، مقیاس پذیر، قابل حمل و استقرار بسیار سریعی دارند.
مزایای کانتینرسازی در هاستینگ
Containerization مزایای قابل توجهی برای توسعه دهندگان و تیمهای توسعه نرم افزار دارد. در ادامه به این مزایا میپردازیم:
قابلیت جابجایی
هر کانتینر یک بسته اجرایی از نرم افزار ایجاد میکند که از سیستم عامل میزبان مستقل است. به همین دلیل، کانتینرها قابل انتقال بوده و میتوانند به صورت یکنواخت و پایدار روی هر پلتفرم یا هر محیط ابری اجرا شوند.
چابکی
توسعه و استقرار نرم افزار با استفاده از کانتینرها، چابکی تیمها را بالا میبرد و این امکان را فراهم میکند که برنامهها در محیطهای ابری مختلف و متناسب با نیازهای کسب و کار اجرا شوند.
سرعت
کانتینرها سبک هستند، سبک بودن آنها بخاطر این است که از کرنل سیستم عامل میزبان به صورت مشترک استفاده میکنند. این ویژگی علاوه بر افزایش بهره وری سرورها و کاهش هزینههای سخت افزاری و لایسنس، باعث میشود زمان راه اندازی برنامهها بسیار کوتاه باشد، چرا که نیازی به بالا آمدن یک سیستم عامل جداگانه وجود ندارد.
ایزوله سازی خطاها
هر برنامه کانتینری به صورت ایزوله و مستقل از سایر کانتینرها اجرا میشود. در نتیجه، بروز مشکل یا خرابی در یک کانتینر، تاثیری بر عملکرد سایر کانتینرها نخواهد داشت. تیمهای توسعه میتوانند بدون ایجاد اختلال در دیگر سرویسها، مشکلات فنی یک کانتینر را شناسایی و برطرف کنند. همچنین موتور کانتینر میتواند از مکانیزمهای امنیتی سیستم عامل مانند SELinux برای محدود کردن و ایزوله سازی خطاها استفاده کند.
بهره وری
در محیطهای کانتینری، نرم افزارها از کرنل سیستم عامل به صورت مشترک استفاده میکنند و لایههای نرم افزاری داخل کانتینرها میتوانند بین چند کانتینر به اشتراک گذاشته شوند. به همین دلیل، کانتینرها ذاتا حجم کمتری نسبت به ماشینهای مجازی دارند و زمان راه اندازی آنها کوتاهتر است. این موضوع امکان اجرای تعداد زیادی کانتینر روی منابعی معادل یک ماشین مجازی را فراهم میکند و در نهایت باعث بهینه سازی منابع و کاهش هزینههای سرور میشود.
زیرساخت ایدهآل برای کانتینرهای شما
پروژههای Docker و Kubernetes خود را روی سرورهای بهینه شده با بالاترین سرعت و پایداری میزبانی کنید. همین حالا مقیاس پذیر شوید!
مقایسه کانتینر و ماشین مجازی در هاستینگ
احتمالا پس از تعریف معماری کانتینری این سوال برای شما پیش بیاید که فرق آن با ماشین مجازی (VM) در چیست. برای درک عمیق تاثیر کانتینرها بر صنعت هاستینگ، باید تفاوت آنها را با نسل قبلی یعنی ماشین مجازی بررسی کنیم.
- مجازی سازی سنتی: در این روش، یک لایه نرم افزاری به نام هایپروایزر روی سخت افزار سرور قرار میگیرد. هر ماشین مجازی که روی این هایپروایزر ساخته میشود، دارای یک سیستم عامل کامل است. این یعنی اگر روی یک سرور 10 ماشین مجازی داشته باشید، 10 هسته سیستم عامل جداگانه در حال اجراست که منابع زیادی را صرفا جهت روشن ماندن هدر میدهد.
- مجازی سازی کانتینری: کانتینرها به جای مجازی سازی سخت افزار، سیستم عامل را مجازی سازی میکنند، تمام کانتینرها روی یک سرور از هسته سیستم عامل میزبان به صورت مشترک استفاده میکنند.
نقش Docker و Kubernetes در هاستینگ مدرن
صنعت هاستینگ مدرن و معماری کانتینری بر پایه دو اسم بزرگ یعنی داکر و کوبرنتیز بنا شده است. داکر برای ساخت و پلتفرم کوبرنتیز برای مدیریت در هاستینگ. در ادامه به نقش بزرگ این دو در حوزه هاستینگ میپردازیم.
استانداردسازی با داکر
فایل Dockerfile به توسعه دهندگان اجازه میدهد نقشه ساخت برنامه خود را بنویسند. نتیجه این فایل، یک ایمیج (Image) است.شرکتهای مدرن هاستینگ دیگر نیازی ندارند بدانند برنامه شما با Python نوشته شده یا PHP، آنها فقط ایمیج داکر شما را میگیرند و اجرا میکنند.
کوبرنتیز و هماهنگ سازی
وقتی یک برنامه بزرگ میشود، ممکن است به صدها کانتینر نیاز داشته باشد. مدیریت دستی این تعداد کانتینر غیر ممکن است. اینجاست که کوبرنتیز ساخته گوگل، وارد میشود. در هاستینگهای پیشرفته کوبرنتیز وظایف زیر را بر عهده دارد.
- Load Balancing: توزیع ترافیک بین کانتینرهای مختلف
- Self-healing: اگر یک کانتینر خراب شود، کوبرنتیز بلافاصله آن را حذف و یک نسخه سالم جایگزین میکند.
- Scaling: اگر ترافیک سایت بالا برود، Kubernetes به صورت خودکار تعداد کانتینرها را افزایش میدهد.
تحول مدلهای هاستینگ
معماری کانتینری، مدلهای هاستینگ را به صورت گسترده تغییر داده است.
- CaaS: در این مدل کاربر دیگر سرور یا سیستم عامل را مدیریت نمیکند، او فقط کانتینر خود را ساخته و آپلود میکند. در نهایت این کانتینر توسط سرویسهای دیگر مانند Google Cloud Run اجرا و مدیریت میشود.
- معماری میکروسرویسها: به لطف کانتینرها، هاستینگ برنامههای یکپارچه به سمت میکروسرویس رفته است. حالا اجزای مختلف یک سایت در کانتینرهای جداگانه روی سرورهای مختلف اجرا میشوند اما به صورت یکپارچه کار میکند.
- قابلیت جابجایی ابری: یکی از مهمترین دستاوردها در معماری کانتینری و هاستینگ رهایی از Vendor Lock-in است. چون کانتینرها استاندارد هستند، انتقال کل زیرساخت یک شرکت هاستینگ X به هاستینگ Y بدون نیاز به تغییر کد و تنظیمات پیچیده سرور امکان پذیر است.
چالشهای معماری کانتینری و هاستینگ
با توجه به تمام مزایا، معماری کانتینری در هاستینگ معایب و چالشهایی نیز دارد که در ادامه به آنها میپردازیم.
- امنیت هسته مشترک: از آنجا که همه کانتینرها برخلاف ماشین مجازی از یک کرنل مشترک استفاده میکنند، اگر یک باگ امنیتی در کرنل وجود داشته باشد، ممکن است تمام کانتینرها آسیب پذیر شوند.
- مدیریت دادههای پایدار: کانتینرها ذاتا ناپایدار هستند، یعنی با حذف کانتینر، دادههای داخل آن نیز حذف میشوند. اتصال کانتینرها به دیتابیسهای پایدار و مدیریت آنها یکی از چالشهای اصلی هاستینگ است.
- پیچیدگی: یادگیری و مدیریت یک سرور مجازی لینوکس بسیار سادهتر از مدیریت و بهینه سازی کانیتنرها با استفاده از کوبرنتیز است.
نتیجه گیری
ارتباط معماری کانتینری و هاستینگ دیگر یک فناوری نوپا نیست بلکه به یکی از اجزای مهم حوزه هاستینگ تبدیل شده است. ارتباط تنگاتنگ این نوع از معماری با هاستینگ باعث شده تا هزینههای زیرساخت کاهش یابد، سرعت توسعه افزایش پیدا کند و پایداری سرویسها تضمین شود. برای توسعه دهندگان و مدیران فناوری اطلاعات، درک این معماری یک ضرورت است.
سوالات متداول
خیر، اگرچه کانتینرها برای مدیریت میکروسرویسهای پیچیده عالی هستند، اما برای اپلیکیشنهای کوچک نیز مزایای بسیاری دارند. سادگی جابجایی بین سرورها، سرعت در آپدیت کردن کد و اطمینان از اینکه برنامه در محیط هاست دقیقا مشابه سیستم اجرا شود، از دلایلی است که حتی برای سایتهای کوچک هم از کانتینر استفاده میشود.
در VPS، شما بخشی از سخت افزار را به همراه یک سیستم عامل کامل اجاره میکنید که مدیریت و امنیت آن با شماست. در هاستینگ کانتینری، شما فقط برنامه خود را مدیریت میکنید و لایههای زیرین توسط ارکستراتور و مدیریت هاستینگ مدیریت میشود.
در تئوری بله، چون کانتینرها از یک هسته سیستم عامل مشترک استفاده میکنند، ایزوله سازی آنها به اندازه ماشین مجازی نیست. با این حال امروزه با افزودن لایههای امنیتی داکر، کانیتنرها برای اکثر کاربردهای تجاری کاملا امن هستند.
منابع
- https://www.ibm.com/think/topics/containerization
اولین دیدگاه را اضافه کنید.