What is Containerization?

La containerizzazione è un tipo di virtualizzazione in cui tutti i componenti di un'applicazione sono raggruppati in un'unica immagine contenitore e possono essere eseguiti in uno spazio utente isolato sullo stesso sistema operativo condiviso.

I contenitori sono leggeri, portatili e altamente favorevoli all'automazione. Di conseguenza, la containerizzazione è diventata una pietra miliare delle pipeline di sviluppo e dell'infrastruttura applicativa per una varietà di casi d'uso. Capire cos'è la containerizzazione e come implementarla in modo sicuro può aiutare la sua organizzazione a modernizzare e scalare i suoi stack tecnologici.

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Come funziona la containerizzazione?

La containerizzazione funziona virtualizzando tutti i pezzi necessari di un'applicazione specifica in un'unica unità.

 

Sotto il cofano, ciò significa che i container includono tutti i binari, le librerie e la configurazione che un'applicazione richiede. Tuttavia, i contenitori NON includono hardware virtualizzato o risorse del kernel.

 

Invece, i container vengono eseguiti 'sopra' una piattaforma di runtime di container che astrae le risorse. Poiché i container includono solo i componenti e le dipendenze di base di un'applicazione, senza ulteriori ingombri, sono più veloci e più leggeri di alternative come la macchina virtuale o i server bare metal. Inoltre, consentono di astrarre i problemi legati all'esecuzione della stessa applicazione in ambienti diversi. Se è in grado di fornire il motore del contenitore sottostante, può eseguire l'applicazione containerizzata.

Containerizzazione vs virtualizzazione

È facile per i non addetti ai lavori essere confusi dalla differenza tra la containerizzazione (ciò che consente il software di containerizzazione come Docker) e la virtualizzazione tradizionale dei server (ciò che consentono gli hypervisor come HyperV e VMware ESXi). In termini semplici, la differenza si riduce a questo:

 

La virtualizzazione dei server consiste nell'astrarre l'hardware e nell'eseguire un sistema operativo. La containerizzazione consiste nell'astrarre un sistema operativo e nell'eseguire un'applicazione. 

 

Entrambi astraggono le risorse, la containerizzazione è solo un altro livello "superiore" rispetto alla virtualizzazione dei server. In effetti, la containerizzazione e la virtualizzazione dei server non si escludono a vicenda. Può eseguire applicazioni containerizzate in cima a un motore di container che viene distribuito all'interno di una macchina virtuale.

I livelli della containerizzazione

Per avere un'idea più precisa di come funziona la containerizzazione, diamo un'occhiata più da vicino a come tutti i pezzi - dall'hardware all'applicazione containerizzata - si uniscono.

 

  • Infrastruttura hardware: Con qualsiasi applicazione, tutto inizia con risorse di calcolo fisiche da qualche parte. Che queste risorse siano il suo laptop o distribuite su più datacenter del cloud, sono indispensabili per far funzionare i container.
  • Sistema operativo host: Il livello successivo che si trova sopra il livello hardware è il sistema operativo host. Come per il livello hardware, questo potrebbe essere semplice come il sistema operativo Windows o *nix in esecuzione sul proprio computer o completamente astratto da un fornitore di servizi cloud.
  • Motore del contenitore: qui le cose iniziano a farsi interessanti. I motori di container vengono eseguiti in cima al sistema operativo host e virtualizzano le risorse per le applicazioni containerizzate. L'esempio più semplice di questo livello è l'esecuzione di Docker sul proprio computer.
  • Applicazioni containerizzate: le applicazioni containerizzate sono unità di codice che includono tutte le librerie, i binari e la configurazione di cui un'applicazione ha bisogno per funzionare. Un'applicazione containerizzata viene eseguita come processo isolato nello "spazio utente" (al di fuori del kernel del sistema operativo).

I vantaggi della containerizzazione

In base a ciò che sappiamo, possiamo vedere che la containerizzazione raggruppa solo ciò di cui un'app ha bisogno in un'unica unità e permette alle app di essere eseguite ovunque esista il motore del container. Tenendo presente questo, è facile capire i vantaggi della containerizzazione, che includono:

 

  • Portabilità: Una delle sfide tradizionali "dev vs ops" del passato era il motivo per cui una determinata app funzionava in un ambiente (ad esempio, in un ambiente di lavoro). staging) e non un'altra (ad es. produzione). Di solito, il problema è stato ricondotto a una differenza tra i due ambienti. Ad esempio, forse è stata installata una versione diversa di una dipendenza specifica. La containerizzazione risolve questo problema perché le stesse identiche immagini di container - che includono le dipendenze - possono essere eseguite ovunque.
  • Velocità: I container tendono ad avviarsi in una frazione di tempo rispetto ai server macchina virtuale o bare metal. Mentre i tempi di avvio specifici variano a seconda delle risorse e delle dimensioni di un'applicazione, in generale i container si avviano in pochi secondi, mentre la macchina virtuale può impiegare minuti.
  • Efficienza: Poiché i container includono solo ciò che un'applicazione ha bisogno di eseguire, sono molto più leggeri rispetto alla macchina virtuale. I contenitori hanno solitamente dimensioni di megabyte, mentre le macchine virtuali hanno solitamente dimensioni di gigabyte. Di conseguenza, i container consentono ai team di utilizzare in modo più efficiente le risorse del server.
  • Semplicità di deployment: Poiché i container sono portatili e leggeri, possono essere facilmente distribuiti quasi ovunque. Se può eseguire il motore del contenitore sottostante, può eseguire l'applicazione containerizzata.
  • scalabilità: le applicazioni containerizzate si avviano rapidamente, non occupano troppo spazio e sono facili da distribuire. Di conseguenza, la containerizzazione rende molto più facile scalare il suo deployment. Ecco perché i container sono diventati una pietra miliare della microservizio e delle applicazioni basate sul cloud.

Casi d'uso specifici della containerizzazione

Conoscere i vantaggi della containerizzazione è importante, ma capire i casi d'uso reali le permette di mettere in pratica le conoscenze. Ecco alcuni esempi di casi d'uso popolari della containerizzazione:

 

  • microservizio: un'architettura di microservizio si basa sull'idea di molti servizi piccoli, indipendenti e liberamente accoppiati che lavorano insieme. Poiché i container sono un ottimo modo per distribuire unità isolate di codice, sono diventati lo standard de-facto per la distribuzione di microservizio.
  • CI/CD: l 'integrazione continua / deployment continua(CI/CD) consiste nel testare e distribuire rapidamente un software affidabile. Raggruppando le applicazioni in unità di codice portatili, leggere e uniformi, la containerizzazione consente un CI/CD migliore, perché i contenitori sono favorevoli all'automazione, riducono i problemi di dipendenza e minimizzano il consumo di risorse.
  • Modernizzazione delle applicazioni legacy: molti team stanno spostando le applicazioni monolitiche legacy nel cloud. Tuttavia, per farlo, devono essere certi che l'app funzionerà effettivamente nel cloud. In molti casi, questo significa sfruttare la containerizzazione per garantire che l'app possa essere distribuita ovunque.

Kubernetes e i container

Kubernetes, noto anche come K8s, è uno strumento popolare per aiutare a scalare e gestire i container deployment. I software di containerizzazione come Docker o LXC mancano della funzionalità per orchestrare container più grandi deployment, e K8s colma questa lacuna. Sebbene esistano altri strumenti di orchestrazione dei container (come Apache Mesos e Docker Swarm), K8s è di gran lunga il più popolare.

 

Naturalmente, "gestione" e "orchestrazione" sono termini vaghi. Quindi, cosa può fare esattamente Kubernetes? Diamo un'occhiata:

 

  • Rollout e rollback: K8s le consente di automatizzare la creazione e deployment di nuovi container o la rimozione di container esistenti in un cluster di container, in base a regole predefinite sull'utilizzo delle risorse.
  • Montaggio dello storage: Con Kubernetes, può montare automaticamente le risorse di storage per i suoi container.
  • Allocazione delle risorse: Bilanciare il consumo di CPU e RAM su scala è un compito impegnativo. K8s le consente di definire i requisiti di CPU e RAM e poi gestisce automaticamente deployment ottimale dei suoi container all'interno dei vincoli delle sue risorse (nodi).
  • Auto-riparazione: Con K8s, può definire i controlli di salute e se i suoi container non soddisfano i requisiti, verranno automaticamente ripristinati o sostituiti.
  • Gestione della configurazione: K8s aiuta a gestire in modo sicuro le configurazioni dei container, compresi i dati sensibili come i token e le chiavi SSH.
  • Bilanciamento del carico: Kubernetes può eseguire automaticamente il bilanciamento del carico tra più contenitori per consentire prestazioni efficienti e l'utilizzo delle risorseProtezione dei contenitori.

 

Si potrebbe pensare che i contenitori, essendo isolati, siano "sicuri". Purtroppo, non è così semplice. Sebbene sia vero che i container sono isolati l'uno dall'altro nello spazio utente, le configurazioni errate, le vulnerabilità e gli attori malintenzionati rappresentano tutti delle minacce. In poche parole: mettere in sicurezza i suoi contenitori è un must.

 

Ci sono molte considerazioni specifiche sulla sicurezza dei container che deve tenere in considerazione quando si containerizza un'applicazione. Ad esempio, il monitoraggio continuo dei registri dei container per individuare nuove vulnerabilità e l'utilizzo dei firewall dei container sono aspetti importanti della sicurezza completa dei container. Inoltre, è necessario proteggere il sistema operativo host su cui gira il motore del container.

 

Naturalmente, mettere in sicurezza le applicazioni containerizzate significa prendere sul serio anche la sicurezza delle applicazioni (appsec). Ciò significa avere una visione olistica del suo ambiente, creare profili di sicurezza, identificare le minacce e sfruttare strumenti come le soluzioni Interactive application Security Testing (IAST) e i Web application Firewalls (WAF), ove opportuno.

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