What is Containerization?

A conteinerização é um tipo de virtualização em que todos os componentes de um aplicativo são agrupados em uma única imagem de contêiner e podem ser executados em um espaço de usuário isolado no mesmo sistema operacional compartilhado.

Os contêineres são leves, portáteis e altamente propícios à automação. Como resultado, a conteinerização se tornou a base dos pipelines de desenvolvimento e da infraestrutura de aplicativos para uma variedade de casos de uso. Compreender o que é conteinerização e como implementá-la com segurança pode ajudar sua organização a modernizar e dimensionar suas pilhas de tecnologia.

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Como funciona a conteinerização?

A conteinerização funciona virtualizando todas as peças necessárias de um aplicativo específico em uma única unidade.

Nos bastidores, isso significa que os contêineres incluem todos os binários, bibliotecas e configurações que um aplicativo exige. No entanto, os contêineres NÃO incluem hardware virtualizado ou recursos de kernel.

Em vez disso, os contêineres são executados “em cima” de uma plataforma de tempo de execução de contêiner que abstrai os recursos. Como os contêineres incluem apenas os componentes básicos e as dependências de um aplicativo sem excessos adicionais, eles são mais rápidos e leves do que alternativas como máquina virtual (máquina virtual, VM) ou servidores bare metal. Eles também permitem abstrair os problemas relacionados à execução do mesmo aplicativo em ambientes diferentes. Se você puder fornecer o mecanismo de contêiner subjacente, poderá executar o aplicativo em contêiner.

Contêinerização vs Virtualização

É fácil para os não iniciados ficarem confusos com a diferença entre a conteinerização (o que um software de conteinerização como o Docker permite) e a virtualização de servidores tradicional (o que hipervisores como o HyperV e o VMware ESXi permitem). Em termos simples, a diferença se resume a isto:

A virtualização de servidores consiste em abstrair o hardware e executar um sistema operacional. A conteinerização consiste em abstrair um sistema operacional e executar um aplicativo.

Ambos abstraem recursos, a conteinerização é apenas outro nível “acima” da virtualização de servidores. Na verdade, a conteinerização e a virtualização de servidores não são mutuamente exclusivas. Você pode executar aplicativos em contêineres sobre um mecanismo de contêiner implantado em uma máquina virtual (máquina virtual, VM).

As camadas da conteinerização

Para ter uma ideia melhor de como exatamente funciona a conteinerização, vamos dar uma olhada mais de perto em como todas as peças – do hardware ao aplicativo em contêineres – se encaixam.

Infraestrutura de hardware: em qualquer aplicativo, tudo começa com recursos físicos de computação em algum lugar. Quer esses recursos sejam seu próprio laptop ou estejam espalhados por vários datacenters em nuvem, eles são essenciais para que os contêineres funcionem.
Sistema operacional host: a próxima camada acima da camada de hardware é o sistema operacional host. Tal como acontece com a camada de hardware, isso pode ser tão simples quanto o sistema operacional Windows ou *nix executado em seu próprio computador ou totalmente abstraído por um provedor de serviços de nuvem.
Motor de contêiner: é aqui que as coisas começam a ficar interessantes. Os mecanismos de contêiner são executados no sistema operacional host e virtualizam recursos para aplicativos em contêineres. O exemplo mais simples dessa camada é executar o Docker em seu próprio computador.
Aplicativos em contêineres: aplicativos em contêineres são unidades de código que incluem todas as bibliotecas, binários e configurações que um aplicativo requer para ser executado. Um aplicativo em contêiner é executado como um processo isolado no “espaço do usuário” (fora do kernel do sistema operacional).

Os benefícios da conteinerização

Dado o que sabemos, podemos ver que a conteinerização agrupa apenas o que um aplicativo precisa em uma única unidade e permite que os aplicativos sejam executados em qualquer lugar onde exista o mecanismo de contêiner. Com isso em mente, fica fácil ver os benefícios da conteinerização que incluem:

Portabilidade: Um dos tradicionais desafios “dev vs ops” do passado era por que um determinado aplicativo funcionava em um ambiente (por exemplo, encenação) e não outra (por exemplo Produção). Normalmente, o problema estava conciliado com uma diferença nos dois ambientes. Por exemplo, talvez uma versão diferente de uma dependência específica tenha sido instalada. A conteinerização resolve esse problema porque exatamente as mesmas imagens de contêiner — que incluem dependências — podem ser executadas em qualquer lugar.
Velocidade: os contêineres tendem a inicializar em uma fração do tempo que uma máquina virtual (máquina virtual, VM) ou servidores bare metal levam. Embora os tempos de inicialização específicos variem dependendo dos recursos e do tamanho de um aplicativo, geralmente os contêineres iniciam em segundos, enquanto a máquina virtual (máquina virtual, VM) pode levar alguns minutos.
Eficiência: como os contêineres incluem apenas o que um aplicativo precisa para ser executado, eles são significativamente mais leves que a máquina virtual (máquina virtual, VM). Os contêineres geralmente têm megabytes de tamanho, enquanto a máquina virtual (máquina virtual, VM) geralmente tem gigabytes de tamanho. Como resultado, os contêineres possibilitam que as equipes utilizem os recursos do servidor com mais eficiência.
Simplicidade de implantação: como os contêineres são portáteis e leves, eles podem ser facilmente implantados em praticamente qualquer lugar. Se você puder executar o mecanismo de contêiner subjacente, poderá executar o aplicativo em contêiner.
escalabilidade: os aplicativos em contêineres iniciam rapidamente, não ocupam muito espaço e são fáceis de implantar. Com isso, a conteinerização facilita muito o dimensionamento da sua implantação. É por isso que os contêineres se tornaram a base do microsserviço e dos aplicativos baseados em nuvem.

Casos de uso específicos de conteinerização

Conhecer os benefícios da conteinerização é importante, mas compreender os casos de uso do mundo real permite que você coloque o conhecimento em prática. Aqui estão alguns exemplos de casos de uso populares de conteinerização:

microsserviço: Uma arquitetura de microsserviço é construída em torno da ideia de muitos serviços pequenos, independentes e pouco acoplados trabalhando juntos. Como os contêineres são uma ótima maneira de implantar unidades isoladas de código, eles se tornaram o padrão de fato para a implantação de microsserviços.
CI/CD: Integração contínua/implantação contínua (CI/CD) envolve testar e implantar software confiável rapidamente. Ao agrupar aplicativos em unidades de código portáteis, leves e uniformes, a conteinerização permite melhor CI/CD porque os contêineres são fáceis de automação, reduzem problemas de dependência e minimizam o consumo de recursos.
Modernizando aplicativos legados: muitas equipes estão migrando aplicativos monolíticos legados para a nuvem. No entanto, para fazer isso, eles precisam ter certeza de que o aplicativo será realmente executado na nuvem. Em muitos casos, isso significa aproveitar a conteinerização para garantir que o aplicativo possa ser implantado em qualquer lugar.

Kubernetes e contêineres

Kubernetes, também conhecido como K8s, é uma ferramenta popular para ajudar a dimensionar e gerenciar a implantação de contêineres. Softwares de conteinerização como Docker ou LXC não possuem funcionalidade para orquestrar implantação de contêineres maiores, e o K8s preenche essa lacuna. Embora existam outras ferramentas de orquestração de contêineres (como Apache Mesos e Docker Swarm), o K8s é de longe o mais popular.

É claro que “gestão” e “orquestração” são termos vagos. Então, o que exatamente o Kubernetes pode fazer? Vamos dar uma olhada:

Implementações e reversões: o K8s permite automatizar a criação e implantação de novos contêineres ou a remoção de contêineres existentes em um cluster de contêineres com base em regras predefinidas sobre a utilização de recursos.
Montagem de armazenamento: com o Kubernetes, você pode montar automaticamente recursos de armazenamento para seus contêineres.
Alocação de recursos: Equilibrar a Unidade de Processamento Central (Unidade Central de Processamento, CPU) e o consumo de RAM em escala é uma tarefa desafiadora. K8s permite que você defina Unidade de processamento central (Unidade Central de Processamento, CPU) e requisitos de RAM e então lida automaticamente com a implantação ideal de seus contêineres dentro das restrições de seus recursos (nós).
Autocorreção: Com o K8s, você pode definir verificações de integridade e se seus contêineres não atenderem aos requisitos, eles serão automaticamente restaurados ou substituídos.
Gerenciamento de configurações: K8s ajuda a gerenciar com segurança configurações de contêineres, incluindo dados confidenciais, como tokens e chaves SSH.
Balanceamento de carga: o Kubernetes pode executar automaticamente o balanceamento de carga em vários contêineres para permitir desempenho eficiente e utilização de recursos, protegendo os contêineres.

Você pode pensar que, por serem isolados, os contêineres são “seguros”. Infelizmente, não é tão simples. Embora seja verdade que os contêineres estão isolados uns dos outros no espaço do usuário, configurações incorretas, vulnerabilidade e agentes mal-intencionados representam ameaças. Simplificando: proteger seus contêineres é fundamental.

Há muitas considerações específicas de segurança do contêiner que você deve levar em conta ao colocar o aplicativo em contêineres. Por exemplo, o monitoramento contínuo dos registros de contêineres em busca de novas vulnerabilidades e o aproveitamento firewall de contêineres são aspectos importantes da segurança abrangente dos contêineres. Além disso, é essencial proteger o sistema operacional host em que seu mecanismo de contêiner é executado.

É claro que proteger aplicativos em contêineres significa que você também deve levar a segurança do aplicativo (appsec) a sério. Isso significa ter uma visão holística do seu ambiente, criar perfis de segurança, identificar ameaças e aproveitar ferramentas como soluções de teste de segurança de aplicativo interativo (IAST) e Firewall de aplicativo da web (Web aplicativo Firewall, WAF) (WAFs) quando apropriado.

Segurança de conteinerização com Check Point

Os produtos da Check Point, como o CloudGuard, são desenvolvidos especificamente com pipelines DevOps e segurança de contêineres em mente. Como líderes do setor no espaço de segurança de conteinerização, sabemos o que é necessário para garantir a segurança correta dos contêineres. Para se aprofundar no mundo da segurança de conteinerização, baixe hoje mesmo nosso Guia gratuito para segurança de contêineres e Kubernetes. Nesse guia gratuito você aprenderá sobre:

Microsserviços modernos, K8s e abordagens de segurança de contêineres.
Melhores práticas para segurança de contêineres.
Como automatizar a proteção da carga de trabalho e a prevenção de ameaças em ambientes nativos da nuvem.

Além disso, se você for responsável por proteger ambientes multinuvem, fique à vontade para ler nosso whitepaper gratuito Alcançando a nuvem com confiança na era das ameaças avançadas. Nesse artigo, você obterá insights robustos sobre prevenção de ameaças e visibilidade da infraestrutura em ambientes multinuvem.