Container hóa là gì?

Container hóa là một quy trình triển khai phần mềm với khả năng đóng gói mã của ứng dụng cùng tất cả các tệp và thư viện cần thiết để chạy trên bất kỳ cơ sở hạ tầng nào. Theo cách truyền thống, để chạy bất kỳ ứng dụng nào trên máy tính của bạn, bạn sẽ phải cài đặt phiên bản phù hợp với hệ điều hành trên máy tính của bạn. Ví dụ: bạn sẽ cần cài đặt phiên bản Windows của một gói phần mềm trên thiết bị chạy Windows. Tuy nhiên, với container hóa, bạn có thể tạo một gói phần mềm duy nhất, hay còn gọi là bộ chứa, chạy trên tất cả các loại thiết bị và hệ điều hành.

Lợi ích của container hóa là gì?

Các nhà phát triển sử dụng container hóa để xây dựng và triển khai các ứng dụng hiện đại vì những ưu điểm sau đây.

Tính di động

Các nhà phát triển phần mềm sử dụng container hóa để triển khai các ứng dụng trong nhiều môi trường mà không cần viết lại mã chương trình. Họ xây dựng một ứng dụng một lần và triển khai nó trên nhiều hệ điều hành. Ví dụ, họ chạy cùng một bộ chứa trên hệ điều hành Linux và Windows. Các nhà phát triển cũng nâng cấp mã ứng dụng cũ lên các phiên bản hiện đại bằng cách sử dụng các bộ chứa để triển khai.

Khả năng thay đổi quy mô

Bộ chứa là các thành phần phần mềm nhẹ và chạy hiệu quả. Ví dụ, một máy ảo có thể khởi chạy một ứng dụng trong bộ chứa nhanh hơn vì nó không cần phải khởi động hệ điều hành. Do đó, các nhà phát triển phần mềm có thể dễ dàng thêm nhiều bộ chứa cho các ứng dụng khác nhau trên một máy duy nhất. Cụm bộ chứa sử dụng tài nguyên điện toán từ cùng một hệ điều hành chung, nhưng mỗi bộ chứa không can thiệp vào hoạt động của các bộ chứa khác.

Khả năng chịu lỗi cao

Các nhóm phát triển phần mềm sử dụng bộ chứa để xây dựng các ứng dụng có khả năng chịu lỗi cao. Họ sử dụng nhiều bộ chứa để chạy vi dịch vụ trên đám mây. Bởi vì các vi dịch vụ trong bộ chứa hoạt động trong không gian người dùng riêng biệt, một bộ chứa bị lỗi riêng lẻ sẽ không ảnh hưởng đến các bộ chứa khác. Điều này làm tăng khả năng phục hồi và tính khả dụng của ứng dụng.

Linh hoạt

Các ứng dụng trong bộ chứa chạy trong môi trường điện toán riêng biệt. Các nhà phát triển phần mềm có thể khắc phục sự cố và thay đổi mã ứng dụng mà không cần can thiệp vào hệ điều hành, phần cứng hoặc các dịch vụ ứng dụng khác. Họ có thể rút ngắn chu kỳ phát hành phần mềm và phát triển các bản cập nhật một cách nhanh chóng với mô hình bộ chứa.

Container hóa có những trường hợp sử dụng nào?

Sau đây là một số trường hợp sử dụng của container hóa.

Di chuyển lên đám mây

Di chuyển lên đám mây, hay phương thức tiếp cận di chuyển giữ nguyên hiện trạng (lift-and-shift), là một chiến lược phần mềm liên quan đến việc đóng gói các ứng dụng cũ trong những bộ chứa và triển khai chúng trong một môi trường điện toán đám mây. Các tổ chức có thể hiện đại hóa những ứng dụng của họ mà không cần viết lại toàn bộ mã phần mềm.

Áp dụng kiến trúc vi dịch vụ

Các tổ chức tìm cách xây dựng những ứng dụng đám mây với vi dịch vụ cần sở hữu công nghệ container hóa. Kiến trúc vi dịch vụ là một phương thức tiếp cận phát triển phần mềm sử dụng nhiều thành phần phần mềm phụ thuộc lẫn nhau để tạo ra một ứng dụng hoạt động. Mỗi vi dịch vụ sở hữu một tính năng độc đáo nhất định. Một ứng dụng đám mây hiện đại được tạo thành từ nhiều vi dịch vụ. Ví dụ: một ứng dụng truyền phát trực tuyến video có thể có các vi dịch vụ để xử lý dữ liệu, theo dõi người dùng, tính phí và cá nhân hóa. Container hóa cung cấp công cụ phần mềm để đóng gói các vi dịch vụ như những chương trình có thể triển khai trên các nền tảng khác nhau.

Thiết bị IoT

Các thiết bị Internet vạn vật (IoT) chứa những tài nguyên điện toán giới hạn, khiến cho quá trình cập nhật phần mềm thủ công trở nên phức tạp. Container hóa cho phép các nhà phát triển triển khai và cập nhật những ứng dụng trên các thiết bị IoT một cách dễ dàng.

Container hóa hoạt động như thế nào?

Container hóa liên quan đến việc xây dựng các gói phần mềm tự thân hoạt động nhất quán, bất kể chúng chạy trên máy nào. Các nhà phát triển phần mềm tạo và triển khai các hình ảnh bộ chứa, là các tệp chứa thông tin cần thiết để chạy một ứng dụng trong bộ chứa. Các nhà phát triển sử dụng những công cụ container hóa để xây dựng các hình ảnh bộ chứa dựa trên thông số hình ảnh Sáng kiến bộ chứa mở (OCI). OCI là một nhóm nguồn mở cung cấp một định dạng chuẩn hóa để tạo hình ảnh bộ chứa. Hình ảnh bộ chứa ở chế độ chỉ đọc và không thể bị thay đổi bởi hệ thống máy tính.

Hình ảnh bộ chứa là lớp trên cùng trong một hệ thống trong bộ chứa bao gồm các lớp sau.

Cơ sở hạ tầng

Cơ sở hạ tầng là lớp phần cứng của mô hình bộ chứa. Lớp này đề cập đến máy tính hoặc máy chủ vật lý chạy ứng dụng trong bộ chứa.

Hệ điều hành

Lớp thứ hai của kiến trúc container hóa là hệ điều hành. Linux là một hệ điều hành phổ biến cho container hóa với các máy tính tại chỗ. Trong điện toán đám mây, các nhà phát triển sử dụng những dịch vụ đám mây như AWS EC2 để chạy các ứng dụng trong bộ chứa.

Công cụ bộ chứa

Công cụ bộ chứa, hay công cụ thời gian chạy bộ chứa, là một chương trình phần mềm tạo ra các bộ chứa dựa trên những hình ảnh bộ chứa. Nó hoạt động như một tác tử trung gian giữa các bộ chứa và hệ điều hành, cung cấp và quản lý các tài nguyên mà ứng dụng cần. Ví dụ: các công cụ bộ chứa có thể quản lý nhiều bộ chứa trên cùng một hệ điều hành bằng cách giữ chúng độc lập với nhau và với cơ sở hạ tầng cơ bản.

Ứng dụng và thành phần phụ thuộc

Lớp trên cùng của kiến trúc container hóa là mã ứng dụng và các tệp cần chạy khác, chẳng hạn như các tệp cấu hình liên quan và phần phụ thuộc thư viện. Lớp này cũng có thể chứa một hệ điều hành khách gọn nhẹ được cài đặt đè lên hệ điều hành máy chủ.

Điều phối bộ chứa là gì?

Điều phối bộ chứa là một công nghệ phần mềm cho phép tự động quản lý các bộ chứa. Điều này cần thiết cho việc phát triển ứng dụng đám mây hiện đại vì một ứng dụng có thể chứa hàng ngàn vi dịch vụ trong các bộ chứa tương ứng của chúng. Số lượng lớn các vi dịch vụ trong bộ chứa khiến cho các nhà phát triển phần mềm không thể quản lý chúng theo cách thủ công.

Lợi ích của điều phối bộ chứa

Các nhà phát triển sử dụng những công cụ điều phối bộ chứa để tự động khởi động, dừng và quản lý các bộ chứa. Trình điều phối bộ chứa cho phép các nhà phát triển mở rộng các ứng dụng đám mây một cách chính xác và tránh các lỗi con người. Ví dụ, bạn có thể xác minh rằng các bộ chứa được triển khai với đầy đủ nguồn lực từ nền tảng máy chủ lưu trữ.

Có những loại công nghệ bộ chứa nào?

Sau đây là một số ví dụ về các công nghệ phổ biến mà những nhà phát triển sử dụng để container hóa.

Docker

Docker, hay Docker Engine, là một công cụ thời gian chạy bộ chứa nguồn mở phổ biến cho phép các nhà phát triển phần mềm xây dựng, triển khai và kiểm tra các ứng dụng bộ chứa hóa trên nhiều nền tảng khác nhau. Bộ chứa Docker là các gói độc lập của những ứng dụng và các tệp liên quan được tạo ra với khung Docker.

Linux

Linux là một hệ điều hành nguồn mở với công nghệ bộ chứa được tích hợp sẵn. Các bộ chứa Linux là môi trường độc lập cho phép nhiều ứng dụng dựa trên nền tảng Linux chạy trên một máy chủ duy nhất. Các nhà phát triển phần mềm sử dụng các bộ chứa Linux để triển khai các ứng dụng viết hoặc đọc một lượng lớn dữ liệu. Các bộ chứa Linux không sao chép toàn bộ hệ điều hành vào môi trường ảo hóa của chúng. Thay vào đó, các bộ chứa bao gồm những chức năng cần thiết được phân bổ trong vùng tên Linux.

Kubernetes

Kubernetes là một trình điều phối bộ chứa nguồn mở phổ biến mà các nhà phát triển phần mềm sử dụng để triển khai, mở rộng và quản lý một số lượng lớn các vi dịch vụ. Nó có một mô hình khai báo giúp tự động hóa bộ chứa dễ dàng hơn. Mô hình khai báo đảm bảo rằng Kubernetes thực hiện hành động thích hợp để đáp ứng các yêu cầu dựa trên những tập tin cấu hình.

Máy ảo là gì?

Một máy ảo (VM) là một bản sao kỹ thuật số của phần cứng vật lý và hệ điều hành của máy chủ. Một máy chủ có thể có một số máy ảo dùng chung CPU, bộ nhớ và bộ nhớ của nó. Phần mềm giám sát máy ảo phân bổ tài nguyên điện toán cho tất cả các máy ảo bất kể các ứng dụng có sử dụng chúng hay không.

Container hóa so với máy ảo

Container hóa là một khái niệm tương tự nhưng được cải tiến từ máy ảo. Thay vì sao chép lớp phần cứng, container hóa loại bỏ lớp hệ điều hành khỏi môi trường độc lập. Điều này cho phép ứng dụng chạy độc lập với hệ điều hành máy chủ. Container hóa ngăn ngừa lãng phí tài nguyên vì các ứng dụng được cung cấp chính xác các tài nguyên mà chúng cần.

Điện toán serverless là gì?

Điện toán phi máy chủ đề cập đến một công nghệ điện toán đám mây, trong đó nhà cung cấp dịch vụ đám mây quản lý hoàn toàn cơ sở hạ tầng máy chủ hỗ trợ cho một ứng dụng. Điều này có nghĩa là các nhà phát triển và tổ chức không cần phải cấu hình, duy trì hoặc cung cấp tài nguyên trên máy chủ đám mây. Điện toán phi máy chủ cho phép các tổ chức tự động điều chỉnh quy mô tài nguyên điện toán dựa theo khối lượng công việc.

Container hóa so với điện toán phi máy chủ

Điện toán phi máy chủ cho phép triển khai ngay lập tức các ứng dụng vì không có những thành phần phụ thuộc như các thư viện hay tệp cấu hình. Nhà cung cấp dịch vụ đám mây không tính phí tài nguyên điện toán khi ứng dụng phi máy chủ không hoạt động. Mặt khác, các bộ chứa có tính linh hoạt hơn, cho phép các nhà phát triển kiểm soát hoàn toàn môi trường của ứng dụng.

Hoạt động trên đám mây là gì?

Phương pháp hoạt động trên đám mây là một phương pháp phát triển phần mềm xây dựng, kiểm thử và triển khai một ứng dụng trên đám mây. Thuật ngữ hoạt động trên đám mây dùng để chỉ ứng dụng được phát triển và hoạt động trong môi trường điện toán đám mây. Các tổ chức xây dựng các ứng dụng hoạt động trên đám mây vì chúng có khả năng điều chỉnh quy mô, phục hồi và linh hoạt cao.

Container hóa so với hoạt động trên đám mây

Phát triển ứng dụng hoạt động trên đám mây đòi hỏi các công nghệ và phương pháp tiếp cận khác nhau so với các ứng dụng đơn khối thông thường. Container hóa là một trong những công nghệ cho phép các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng hoạt động trên đám mây. Công nghệ này hoạt động với các công nghệ hoạt động trên đám mây khác, chẳng hạn như mạng lưới dịch vụ và API, để cho phép các vi dịch vụ hoạt động gắn kết trong một ứng dụng hoạt động trên đám mây.

AWS App2Container là gì?

AWS App2Container là một công cụ container hóa cho phép các nhà phát triển phần mềm hiện đại hóa những ứng dụng cũ. Các nhà phát triển sử dụng App2Container để biến những ứng dụng Java và .NET thành các ứng dụng trong bộ chứa:

App2Container cung cấp các công cụ tiêu chuẩn để di chuyển những ứng dụng trên nền tảng hiện có sang môi trường AWS.
Với App2Container, các nhà phát triển được đảm bảo về tính bảo mật khi mở rộng quy mô các ứng dụng đám mây.
Các nhà phát triển sử dụng App2Container để đơn giản hóa việc xác định các thành phần phụ thuộc và cấu hình khi tạo hình ảnh bộ chứa.

Bắt đầu sử dụng container hóa trên AWS bằng cách đăng ký tài khoản AWS ngay hôm nay.

Container hóa là gì?