Container là gì? Đặc điểm kỹ thuật của Container

Container là gì? Container ở đây là thuật ngữ nói đến công nghệ ảo và container là một thuật ngữ luôn xuất hiện trong các chủ đề thảo luận về công nghệ. Cùng BKNS tìm hiểu rõ hơn về container là gì và đặc điểm kỹ thuật của container ở bài viết này.

Container là gì?

Container là gì – Container là hình thức ảo hóa hệ điều hành, bao gồm các gói phần mềm packages và một số dependencies, nhằm giải quyết vấn đề chuyển giao phần mềm một cách đáng tin cậy giữa các môi trường khác nhau. Docker container image, trong trường hợp này, là một bản sao nhẹ của phần mềm, có khả năng chạy độc lập và thực thi bao gồm tất cả mọi thứ cần thiết để chạy ứng dụng, từ mã nguồn, môi trường chạy, công cụ hệ thống, thư viện hệ thống và cài đặt, mà không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường hệ thống.

Container images sẽ được triển khai thành các containers khi chúng chạy. Và trong trường hợp của Docker containers, các images sẽ trở thành các containers khi chúng được thực thi trên nền tảng Docker. Điều đặc biệt là chúng có khả năng hoạt động trên cả hệ điều hành Linux và Windows. Containers cung cấp tính đồng nhất trong quá trình chạy ứng dụng, độc lập với môi trường hệ thống, và đảm bảo tính nhất quán trong quá trình phát triển và triển khai, bất kể môi trường sử dụng.

Đặc điểm của Container

Cấu trúc của một Container bao gồm ba thành phần chính: máy chủ (server) là thành phần trung tâm (có thể là máy chủ vật lý hoặc máy chủ ảo), hệ điều hành máy chủ (host OS) là phần mềm hệ điều hành được cài đặt trên máy chủ, và các container riêng lẻ. Mỗi ứng dụng yêu cầu các yếu tố phần mềm và phần cứng cụ thể của riêng nó.

Với cách tiếp cận này, công nghệ Container (ảo hóa) sẽ được triển khai trên host OS và chứa ứng dụng trong các container. Mỗi quy trình trong một container sẽ hoạt động độc lập và cô lập với các quy trình trong các container khác trong hệ thống, mặc dù tất cả các container sẽ chia sẻ kernel của host OS.

Các định dạng Container tiêu chuẩn

Năm 2015, CoreOS công bố phần mềm container riêng của họ, gọi là App Container Image (ACI), với sự khác biệt so với Docker containers đã tồn tại từ trước. Tuy nhiên, phần mềm này dường như gây ra sự phân mảnh trong định dạng của Linux containers.

Một năm sau, dự án Open Container Initiative (OCI), một dự án container mã nguồn mở, được ra đời dưới sự quản lý của Linux Foundation. Mục tiêu chính của OCI là phát triển một tiêu chuẩn chung cho các định dạng container và một phần mềm container runtime mà có thể hoạt động trên mọi nền tảng.

Dự án OCI bắt đầu từ công nghệ Docker, và khoảng 5% codebase của Docker đã được cống hiến để bắt đầu dự án này. Ngoài ra, OCI cũng thu hút sự tham gia từ nhiều tài trợ lớn như AWS, Google, Microsoft, IBM, HP, VMware, Oracle, Twitter, Red Hat, Docker và CoreOS.

Lợi ích của Container

Những lợi ích nổi bật mà container mang lại cho doanh nghiệp là:

• • Kích thước nhỏ gọn: Một container có kích thước chỉ vài chục MB, trong khi một máy ảo (virtual machine) chứa toàn bộ hệ điều hành riêng có thể lên tới vài GB. Do đó, việc sử dụng container cho phép doanh nghiệp lưu trữ nhiều hơn trên các máy chủ của họ so với việc sử dụng máy ảo.
• • Khởi động ngay lập tức: Các ứng dụng trong container có thể được khởi động ngay lập tức. Điều này giúp lập trình viên có thể sử dụng container khi cần và giải phóng tài nguyên ngay khi không cần thiết.
• • Module hóa hệ thống với quy mô lớn: Trong quá trình container hóa, các ứng dụng có thể được chia thành nhiều module khác nhau, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu, giao diện người dùng, và nhiều khía cạnh khác. Điều này giúp quản lý và thay đổi các phần của ứng dụng dễ dàng hơn. Container cũng rất nhẹ, cho phép khởi tạo module riêng lẻ một cách nhanh chóng khi cần.

Hệ thống quản lý Container mã nguồn mở miễn phí

Hệ thống quản lý Container mã nguồn mở miễn phí phổ biến và được nhiều người sử dụng nhất hiện nay là Kubernetes. Đây là một nền tảng được phát triển bởi Google. Hệ thống này cung cấp các cơ chế triển khai, duy trì và mở rộng các ứng dụng đã được container hóa.

Những giải pháp quản lý Container

Nhìn chung, Docker Enterprise Edition (EE) được lựa chọn là giải pháp quản lý container hàng đầu của nhiều doanh nghiệp hiện nay. Đây là một nền tảng tích hợp, đã được kiểm tra và chứng nhận cho việc chạy các ứng dụng trên cả hệ điều hành Linux và Windows, cũng như trên các dịch vụ đám mây.

Ngoài ra, một số giải pháp quản lý container khác cũng đáng để lưu ý:

• • CoreOS’s Tectonic: Nền tảng này đóng gói tất cả các nguồn mở cần thiết để xây dựng một cơ sở hạ tầng tương tự như của Google. Nó cũng cung cấp các tính năng thương mại bổ sung như bảng quản lý, tích hợp SSO của doanh nghiệp và sử dụng Quay.io (một dịch vụ lưu trữ container).
• • Red Hat: Đây là một nền tảng quản lý container tại chỗ. Red Hat được xây dựng với sự tích hợp của Docker cho việc chạy container và sử dụng Kubernetes để quản lý chúng trên nền tảng Red Hat Enterprise Linux.
• • Rancher Labs: Giải pháp quản lý container này được xây dựng với mã nguồn mở và giúp lập trình viên dễ dàng triển khai và quản lý các container trên bất kỳ cơ sở hạ tầng nào.

Bảo mật cho Container

Đa số mọi người cho rằng, Virtual Machines có hệ thống bảo mật an toàn hơn container.

Nhiều người cho rằng hệ thống bảo mật của container không an toàn bằng Virtual Machines. Nguyên nhân là bởi hacker có thể lợi dụng lỗ hổng trong hạt nhân kernel để đi tới các container đang nằm trong máy chủ này.

Tuy nhiên điều này cũng có thể xảy ra với hypervisor – phần mềm giám sát máy ảo. Nhưng vì hypervisor cung cấp ít chức năng hơn hạt nhân kernel Linux nên quy mô tấn công sẽ nhỏ hơn rất nhiều.

Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất phần mềm đã rất nỗ lực để phát triển nhiều phần mềm tăng cường bảo mật cho container. Trong đó có thể kể đến một số giải pháp sau:

• • dấu Container: Docker và các đối tác của nó cung cấp cơ sở hạt tầng cho việc đánh dấu container. Điều này cho phép các quản trị viên ngăn chặn việc triển khai các container không an toàn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng vẫn có thể tồn tại các lỗ hổng phần mềm trong các container đã được đánh dấu. Để đối phó với điều này, Docker và các đối tác đã phát triển giải pháp quét bảo mật để thông báo cho quản trị viên về bất kỳ lỗ hổng nào trong container.
• • Twistlock Security Software: Phần mềm bảo mật container do Twistlock phát triển cung cấp các công cụ hữu ích để đối phó với vấn đề này. Phần mềm này cho phép cấu hình hành vi dự kiến của container, tạo danh sách “whitelists” cho các hoạt động kết nối, và áp dụng các phương pháp lưu trữ cụ thể để ngăn chặn và gắn cờ cho mọi hoạt động độc hại hoặc không mong muốn.
• • Polyverse Security Software: Công ty Polyverse đã phát triển một phần mềm gia tăng bảo mật cho container dựa trên đặc tính của các ứng dụng nằm trong container có thể khởi động ngay lập tức. Cụ thể, sau khi xác định một container là an toàn, ứng dụng sẽ được khởi chạy lại ngay trên đó. Điều này giúp giảm thiểu thời gian mà các hacker có thể tận dụng để tấn công vào một ứng dụng đang chạy trong một container.

Phiên bản Linux phù hợp để chạy Container

Hầu hết các phiên bản của Linux đều có nhiều tính năng không cần thiết nếu người dùng chỉ sử dụng Linux như một máy chủ để chạy container. Vì vậy một số phiên bản Linux đã được đặc biệt thiết kế để chạy container như:

• • Container Linux (trước đây là CoreOS Linux): Đây là một trong những hệ điều hành container với kích thước nhẹ đầu tiên được xây dựng để chạy container.
• • RancherOS : Đây là một phiên bản Linux đơn giản được xây dựng từ các container và đặc biệt dùng để chạy container.
• • Photon OS: Đây là phiên bản lưu trữ container Linux mini được tối ưu hóa để chạy trên nền tảng VMware.
• • Project Atomic Host : Đây là hệ điều hành container với kích thức nhẹ của Red Hat với nhiều phiên bản trên CentOS và Fedora. Tuy nhiên cũng có một phiên bản trong Red Hat Enterprise Linux.
• • Ubuntu Core: Đây là phiên bản Ubuntu nhỏ nhất. Ubuntu Core được thiết kế như một hệ điều hành máy chủ cho các thiết bị IoT và có thể triển khai cloud container với quy mô lớn.

Phiên bản Windows phù hợp để chạy Container

Vào năm 2016, Microsoft đã khởi đầu việc phát triển khả năng chạy Windows container trên cả Windows Server 2016 và Windows 10. Điều này đã đánh dấu sự xuất hiện của nhiều Docker container đặc biệt dành riêng cho hệ điều hành Windows. Điều này cho phép quản lý chúng thông qua bất kỳ tài khoản Docker nào hoặc từ môi trường PowerShell của Microsoft.

Windows container có thể được khởi chạy trên một loạt phiên bản của Windows Server 2016, bao gồm phiên bản tiêu chuẩn, phiên bản streamlined của Server Core, và cả phiên bản Nano Server (được tạo ra đặc biệt để chạy các ứng dụng bên trong container hoặc máy ảo).

Hơn nữa, Microsoft đã giới thiệu khái niệm Hyper-V container. Đây là Windows container chạy trong một máy ảo Hyper-V để cung cấp thêm sự cô lập và bảo mật cho các ứng dụng.

So sánh Containers và Virtual Machines

Khi bạn đã hiểu được Container là gì thì việc so sánh và phân biệt sẽ trở nên dễ dàng hơn. Nhưng dưới đây sẽ mô tả sâu hơn về khía cạnh hoạt động hơn.

Containers và virtual machines đều cô lập tài nguyên và phân bổ tài nguyên. Nhưng chúng có cách hoạt động khác nhau vì container ảo hóa hệ điều hành thay vì phần cứng và có tính linh động và hiệu quả hơn.

Về Containers

Là lớp abstraction tại app layer. Nhiều container có thể chạy trên cùng một máy và chia sẻ OS kernel với các container khác. Mỗi container sẽ được cô lập riêng trong user space. Container chiếm ít không gian hơn VMs (container images thường có kích thước chỉ hàng chục MBs). Chúng có thể xử lý nhiều ứng dụng hơn và yêu cầu ít hơn VMs hệ điều hành.

Về Virtual Machines

Virtual machines (VMs) là lớp abstraction của phần cứng vật lý, chia một server thành nhiều server hơn. Hypervisor cho phép nhiều VMs chạy trên một máy chủ. Mỗi VM là như là một hệ điều hành đầy đủ – chiếm hàng chục GBs và VMs khởi động chậm hơn.

Container và VMs có thể được sử dụng cùng nhau để cung cấp tính linh hoạt trong việc triển khai, quản lý ứng dụng, hạ tầng.

Kết hợp giữa Container và Virtual Machine

Container và Virtual Machine có thể được kết hợp sử dụng cùng nhau để cung cấp thêm nhiều tính năng triển khai và quản lý ứng dụng mới.

Lời kết

Container không chỉ là một khái niệm mà đã trở thành một công nghệ quan trọng định hình cách chúng ta triển khai và quản lý ứng dụng. Với tính gọn nhẹ, linh động, và khả năng cô lập tài nguyên, chúng đã đánh bại nhiều hạn chế của các phương pháp truyền thống. Cách chúng hoạt động làm cho việc triển khai và quản lý ứng dụng trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn. Nếu bạn đang xem xét sử dụng Container cho dự án của mình, hãy cân nhắc các đặc điểm kỹ thuật mà chúng mang lại và cách chúng có thể tận dụng trong môi trường của bạn.

Hy vọng bài viết trên cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan, giúp bạn hiểu hơn về Container là gì và phân biệt được container với virtual machine. BKNS chúc bạn có thể áp dụng thành công.

Xem thêm:

Plesk onyx là gì? Tính năng của Plesk onyx là như thế nào?

Cách tránh 10 sai lầm khi sử dụng WordPress