Los contenedores

1. Principio

El aislamiento es una técnica que consiste en ejecutar aplicaciones en sus propios contextos, aisladas de las demás. Es una forma de virtualización. La primera implementación de este tipo en Unix se remonta a 1979, con chroot.

El núcleo de Linux utiliza dos mecanismos para aislar uno o más procesos: namespaces y cgroups. Los namespaces se introdujeron en 2002, y los cgroups en 2007. Todos los núcleos Linux incluyen estas características por defecto. La llegada de los namespaces a los usuarios en Kernel 3.8 en febrero de 2013 allanó el camino para el soporte completo de contenedores.

Los namespaces agrupan procesos en un espacio aislado de los demás. Se pueden utilizar para:

Los cgroups controlan los recursos del sistema que un grupo de procesos puede utilizar, con los siguientes controles, por ejemplo:

La combinación de estos dos mecanismos es la base del principio del contenedor.

2. Contenedor y máquina virtual

Los contenedores se comparan a menudo con las máquinas virtuales, poder facilitar la comprensión, pero se trata de dos tipos de tecnología de virtualización bien distintas. El concepto es diferente.

Figura 1: Hipervisor y máquinas virtuales

Las máquinas virtuales se ejecutan en hipervisores. Tanto si utilizan emulación como si no, las máquinas virtuales ejecutan un sistema operativo completo, con un núcleo y controladores de dispositivos (incluso si utilizan paravirtualización). Las aplicaciones se instalan en el sistema operativo de la máquina virtual. Desde el punto de vista del hipervisor, la máquina virtual es un único proceso....

1. Instalar Docker

No utilizaremos la versión publicada por Ubuntu. Añadiremos un repositorio a la configuración de apt.

Primero necesita instalar algunas dependencias. Esto implica comenzar de manera limpia eliminando cualquier paquete que pueda haber sido instalado por la distribución y, posteriormente, instalar la clave GPG del repositorio, agregar el repositorio oficial de Docker, actualizar apt y, finalmente, instalar la versión oficial.

A continuación, se explica cómo instalar Docker:

Instalamos algunas dependencias previamente:

$ sudo apt install apt-transport-https ca-certificates curl 
software-properties-common 

Añadimos la clave GPG del almacén oficial: 

$ sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings 
$ sudo curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg -o 
/etc/apt/keyrings/docker.asc 
$ sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc 

Añadimos el almacén oficial:

$ echo \ 
 "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed- 
by=/etc/apt/keyrings/docker.asc] 
https://download.docker.com/linux/ubuntu \ 
 $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME") stable" | \ 
 sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null 
$ sudo apt update 

Para terminar, instalamos la aplicación Docker:

$ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io 
docker-buildx-plugin docker-compose-plugin 

Compruebe que se ha iniciado el servicio:

$ sudo systemctl status docker 
 
● docker.service - Docker Application Container Engine 
    Loaded: loaded (/lib/systemd/system/docker.service; enabled; 
preset: enabled) 
    Active: active (running) since Fri 2024-03-15 20:37:05 CET; 23min ago 
TriggeredBy: ● docker.socket 
      Docs: https://docs.docker.com 
  Main PID: 855 (dockerd) 
     Tasks: 10 
    Memory: 116.7M 
       CPU: 404ms 
    CGroup: /system.slice/docker.service 
            └─855...

1. Adaptar el código

Pasar de un modelo standalone u on-premise (aplicaciones instaladas de manera clásica en un servidor físico o una máquina virtual) a los contenedores, la nube o Kubernetes no resuelve por arte de magia todos los problemas de arquitectura, escalabilidad y disponibilidad de una aplicación. Sin una reflexión y la necesaria adaptación de la arquitectura y el código, es probable que la operación cause más problemas de los que resuelve.

Una imagen se construye utilizando un Dockerfile en el que se especifican todos los comandos necesarios para instalar e iniciar el producto. Como se explica en el capítulo Aplicación standalone, hay varias etapas en la construcción de una aplicación funcional:

Sabiendo que no necesita todo el entorno de compilación (todas las dependencias instaladas en la primera etapa), no querrá crear una imagen de la aplicación con todo este contenido inútil. La imagen final sólo debe contener lo estrictamente necesario para iniciar la aplicación:

El programa se modifica para aceptar parámetros a través de variables de entorno. Cuando construimos el archivo eni-todo.war, especificamos valores estáticos para el acceso a la base de datos MariaDB. Ahora puede especificarlos al inicio con las siguientes variables:

2. Dockerfiles

El objetivo es disponer de una imagen Docker que, una vez instanciada con los parámetros adecuados, inicie la aplicación conectándose a la base de datos correcta y escribiendo sus archivos en la carpeta adecuada.

Vamos...

1. MariaDB

MariaDB es una dependencia de la aplicación eni-todo. Por el momento, estamos dejando deliberadamente la alta disponibilidad de la base de datos a un lado: vamos a ver cómo configurar una base de datos en clúster en el resto de este tutorial, en particular en el capítulo Despliegue con Kubernetes y el capítulo Integración final. Hasta que tengamos una versión de alta disponibilidad de MariaDB, podemos:

Si está reutilizando el servicio MariaDB existente, puede saltarse esta sección e ir directamente a la sección eni-todo.

$ sudo systemctl stop mariadb 
$ sudo systemctl disable mariadb 

$ sudo mkdir -p /opt/mysql