クラウドネイティブを語る上で「コンテナ化」は避けて通れない

[[381346]]

この記事はWeChatの公開アカウント「Full-Stack Coder Portrait」から転載したもので、著者はXiaomajiaです。この記事を転載する場合は、Full-Stack Coder Portrait の公開アカウントにご連絡ください。

コンテナ

クラウドネイティブについて語るとき、「コンテナ」を避けることはできません。

『Cloud Native Patterns』という本の中で、著者の Cornelia Davis は次のように指摘しています。「コンテナーはクラウド ネイティブ アプリケーションの基礎です。」

Cloud Native Foundation は、クラウド ネイティブへの第一歩としてマイクロサービスのコンテナ化を推進しています。

マイクロサービスをコンテナ化することは考えやすく、プロセスもシンプルです。

コード、依存関係、ランタイムは、コンテナ イメージと呼ばれる単一のバイナリ ファイルにパッケージ化されます。画像はイメージリポジトリに保存されます。 Docker は Docker Hub イメージ リポジトリを公式に管理しています。

必要に応じて、イメージを、コンテナ ランタイム エンジンがインストールされている任意のコンピューターで実行できる実行可能なコンテナ インスタンスに変換し、オンデマンドで任意の数のコンテナ インスタンスをデプロイできます。

次の図は、単一のホスト上のコンテナで実行されている 3 つのマイクロサービスを示しています。

各コンテナは独自の依存関係とランタイムを維持しますが、それらは異なる場合があります。上の図では、同じホスト上で実行されている Product マイクロサービスの異なるバージョンがわかります。各コンテナは、基盤となるホスト オペレーティング システム、メモリ、プロセッサの一部を共有しますが、互いに分離されています。

コンテナ モデルは、「12 要素アプリ」の依存関係の原則に準拠しています。

要素 2 では、「各マイクロサービスは独自の依存関係を分離してパッケージ化し、それらを変更する (システム全体に影響を与えずに)」と規定されています。

コンテナーは Linux と Windows の両方のワークロードをサポートします。

コンテナベンダーは複数存在しますが、Dockerはクラウドネイティブアプリケーションのパッケージ化、展開、実行における事実上の標準となり、最大の市場シェアを誇り、ソフトウェアコンテナの開発を推進してきました。

コンテナの理由

• コンテナは移植性を提供し、環境間で一貫した出力を保証します。すべてを 1 つのパッケージにカプセル化することで、マイクロサービスと依存関係をインフラストラクチャから分離できます。
• Docker ランタイム エンジンがインストールされている任意の環境に同じコンテナーをデプロイできます。コンテナ化により、環境 (フレームワーク、ライブラリ ファイル、ランタイム) を事前に構成するための時間のオーバーヘッドが排除されます。
• 基盤となるオペレーティング システムとホスト リソースを共有することにより、コンテナーは完全な仮想マシンよりもはるかに少ないスペースを占め、サイズが小さく高密度になり、単一のホスト上で複数のマイクロサービスを実行できます。

コンテナオーケストレーション

Docker API/ツールはイメージとコンテナを作成しますが、コンテナを管理するためのツールも必要です。

コンテナを管理するソフトウェアは「コンテナ オーケストレーター」と呼ばれ、大規模にコンテナを使用する場合に重要です。

コンテナ オーケストレーターは何をするのですか?

コンテナ オーケストレーターは、Twelve-Factor App の破棄可能性と同時実行性の原則に従います。

要因 9: 「サービス インスタンスは使い捨てである必要があり、これにより、高速起動 (スケーラビリティの提供) と正常なシャットダウンが可能になり、システムを正しい状態に保つことができる」ことを強調します。

要素 8: 「サービスは、利用可能な最も強力なマシン上の単一の大きなインスタンスをスケーリングするのではなく、多数の小さな同一プロセス (レプリカ) にわたってスケーリングされる」ことを強調します。

市場には複数のコンテナ オーケストレーターがありますが、Kubernetes は、コンテナを管理するためのポータブルでスケーラブルなオープン ソース プラットフォームであり、クラウド ネイティブの世界では事実上の標準となっています。

独自の k8s クラスターを構築し、k8s リソースを自分でプロビジョニングおよび管理することもできますが、これは複雑になる可能性があります。

Azure クラウドは、K8s をマネージド サービス (AKS) として提供します。 K8s クラスターをメンテナンスせずに、K8s 関数のみを使用する必要があります。

Azure Kubernetes Services については、第 2 章「クラウドネイティブ アプリケーションのスケーリング」で詳しく説明します。

参照

https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/architecture/cloud-native/定義