Auf einen Blick: Container und Microservices sind für die moderne Anwendungsentwicklung unerlässlich und verbessern die Bereitstellung und Skalierbarkeit. Microservices dienen als eigenständige Designkomponenten, während Container diese Services für eine effiziente Bereitstellung verpacken.
- Microservices ermöglichen Agilität und unabhängige Skalierung.
- Container verbessern die Einsatzeffizienz und das Ressourcenmanagement.
Das heutige digitale Zeitalter wird von Nutzern angetrieben, die immer mehr Wert von Technologiedienstleistungen verlangen. Das Smartphone und die Cloud haben sich kombiniert und ein Zeitalter eingeläutet, in dem Software die Welt bestimmt – sei es das Bestellen von Essen oder einer Mitfahrgelegenheit, die Bezahlung von Versorgungsleistungen oder das Genießen der Unterhaltung. Und das Design und die Implementierung von Software haben sich weiterentwickelt, um auf diese nutzergetriebene Nachfrage zu reagieren, da traditionelle monolithische Architekturen sich als schwierig erwiesen haben, wenn es darum geht, schnelle Skalierung und Experimente zu unterstützen. Container und Microservices sind Beispiele für moderne Ansätze, die sich schnell zum bevorzugten Modell entwickeln, insbesondere für mobile und Web-Apps.
Was sind Behälter?
Ein Container ist ein Bündeln einer Anwendung und all ihrer Abhängigkeiten als Paket, das eine einfache und konsistente Bereitstellung unabhängig von der Umgebung ermöglicht. Diese Abhängigkeiten umfassen Binären, Bibliotheken und Konfigurationsdateien, die zum Ausführen der App benötigt werden. Ähnlich wie Versandcontainer den weltweiten Transport von Fracht standardisierten und so Effizienz und Geschwindigkeit erzielten, lösen Softwarecontainer das Problem, wie Software zuverlässig läuft, wenn sie von einer Rechenumgebung in eine andere verlegt wird. Ob auf dem Laptop eines Entwicklers, einer lokalen Testumgebung oder einer Produktionsumgebung in der Cloud – ein Container abstrahiert Unterschiede in Betriebssystemverteilungen und der zugrunde liegenden Infrastruktur abstrahiert. Strukturell basiert ein Container auf einem Host-Betriebssystem, ähnlich einer virtuellen Maschine, teilt sich aber den OS-Kernel, sodass er leichter ist und schneller mit weniger Speicher startet. Der Container wird auf einer Containerlaufzeit gehostet und nicht auf einem Hypervisor; daher können viel mehr Container (mehrere MB groß) auf einem einzigen Server gehostet werden als VMs (mehrere GB groß). Die Darstellung der Struktur eines Containers ist unten dargestellt:
Was die Beliebtheit angeht, ist Kubernetes von Google das bekannteste und am weitesten verbreitete kostenlose und Open-Source-Containermanagement-System. Docker hingegen ist die bekannteste kommerzielle Container-Management-Lösung. Während Linux traditionell das bevorzugte Betriebssystem für Container-Technologie war, wurde Windows durch Microsofts Hyper-V-Container nicht zurückgelassen. (Sehen Sie, wie Kubernetes und Container zusammenarbeiten.)
Was sind Microservices?
Gartner definiert Microservices als eine serviceorientierte Anwendungskomponente , die ist:
- Eng umzoomt
- Stark zusammengefasst
- Locker gekoppelt
- Unabhängig einsetzbar
- Unabhängig skalierbar
Laut AWS besteht die Mikroservice-Architektur darin, eine Anwendung als unabhängige Komponenten zu entwickeln, die jeden Anwendungsprozess als Service ausführen, wobei diese Dienste über eine klar definierte Schnittstelle mit leichtgewichtigen APIs kommunizieren. Die von microservices.io beschriebenen Merkmale von Mikroservices sind:
- Hochwartbar und testbar
- Locker gekoppelt
- Unabhängig einsetzbar
- Organisiert um geschäftliche Fähigkeiten; und
- Im Besitz eines kleinen Teams
Nehmen wir das Beispiel einer E-Commerce-Webanwendung, wie unten gezeigt. Ein Microservice-Architekturansatz würde die Trennung von:
- Holzeinschlagsdienst
- Inventardienst
- Schifffahrtsdienst
Jeder Dienst hätte seine eigene Datenbank und kommuniziert über ein API-Gateway mit den anderen Diensten. Die Entwicklung und Verwaltung jedes Dienstes erfolgt separat, was bedeutet, dass ein Dienst skaliert oder angepasst werden kann, um unterschiedlichen Anforderungen und Situationen gerecht zu werden, ohne die gesamte Anwendung zu zerstören.
Der Ansatz zur Einführung von Microservices war darauf ausgerichtet, bestehende monolithische Anwendungen umzustrukturieren , anstatt neue Anwendungen von Grund auf neu zu entwickeln. Obwohl Microservices Agilitäts- und Skalierbarkeitsoptionen bieten, benötigen sie auch relevante unterstützende Infrastruktur, insbesondere wenn man die Komplexität bedenkt, die mit der Verwaltung von Hunderten von Microservices in verschiedenen Teams einhergeht. Aus diesem Grund sind Ansätze wie DevOps und CI/CD besser geeignet, um sicherzustellen, dass die Services vom Design über die Entwicklung bis hin zur Bereitstellung effizient und effektiv verwaltet werden.
Vergleich von Containern und Microservices
Ein Beitrag von Ev Kontsevoy fasste den Vergleich dieser beiden Begriffe auf interessante Weise zusammen:
"Ein Container ist eine Technologie zur nützlichen Ressourcenallokation und zum Teilen. Das ist etwas, wofür DevOps-Leute sich begeistern. Ein Microservice ist ein Softwaredesignmuster. Es ist etwas, worüber Entwickler sich begeistern."
Mit anderen Worten, wir können das zusammenfassen als:
- Microservices drehen sich um das Design von Software.
- Bei Containern geht es darum, Software für die Bereitstellung zu packen.
Wir können also wählen, ob wir einen Container für das Hosting eines Microservices verwenden. Um den vollen Nutzen aus beiden zu erzielen, ist es jedoch deutlich besser, Microservices innerhalb von Containern auszuführen. Die Bereitstellung einer gesamten Anwendung auf einer einzelnen VM birgt ein Risiko eines einzelnen Fehlerpunkts, unabhängig davon, ob eine Microservice-Architektur verwendet wurde oder nicht. Die Verbreitung der Anwendung über Microservices über mehrere Container führt jedoch dazu, dass der Wert beider Container vollständig ausgeschöpft wird, indem sie sowohl Resilienz als auch Agilität durch Skalierung und Verbesserungen für bestimmte Services bietet, ohne die gesamte Anwendung negativ zu beeinträchtigen. Flexibilität wird auch eingeführt, da Entwickler Anwendungen in der Sprache ihrer Wahl schreiben können, da der Container ihnen erlaubt, in jeder bereitgestellten Umgebung bereitzustellen. Effizienz ergibt sich dadurch, dass Container weniger Ressourcen verbrauchen als VMs. Ein zusätzlicher Vorteil liegt in der Sicherheit durch Isolation und einer breiteren Angriffsfläche, die die Auswirkungen begrenzt, falls ein einzelner Microservice oder Container einem Sicherheitsverletzung wie einem Hacking-Angriff ausgesetzt wird.
Herausforderungen mit Containern und Microservices
Die Nachteile der Nutzung von Containern und Microservices hängen mit dem Verwaltungsaufwand zusammen, insbesondere bei groß angelegten verteilten Deployments. Das bedeutet, dass die Bereitstellung, Überwachung und Verwaltung von Containern und Microservices in solchen Umgebungen sehr herausfordernd sein und spezialisierte Werkzeuge erfordern, die Orchestrierung unterstützen und eine Konsistenz in der Bereitstellung gewährleisten. Weitere Herausforderungen sind:
- Komplexität durch das Management von Microservices, die in verschiedenen Sprachen geschrieben sind,
- Kostenimplikationen der Nutzung von Netzwerkressourcen durch entfernte Anrufe über mehrere Dienste hinweg
- Die Untersuchung von Ursachen oder die Überprüfung von Systemen wird bei der Logverwaltung über verteilte Dienste hinweg schwierig, da Logaggregatoren erforderlich wären
Zukunft von Containern und Microservices
Der Bedarf an modernen Anwendungen, die sowohl Agilität als auch Widerstandsfähigkeit bieten, kann im Zeitalter von Cloud- und mobilen Apps nicht unterschätzt werden. Vorteile wie eine schnellere Markteinführung und verbesserte Sicherheit sind Wertversprechen, die das Unternehmen gerne annimmt. Container und Microservices sind derzeit der bevorzugte Ansatz zur Skalierung und Refaktorisierung von Legacy-Anwendungen , um sie cloud-native zu machen. Angetrieben von Kubernetes und Docker sowie dem Wachstum von hybriden Cloud-Implementierungen und Edge Computing wird erwartet, dass der Markt für diese Fähigkeiten weiter wächst, wobei MarketWatch eine CAGR von 12,7 % für den globalen Cloud-Microservices-Markt prognostiziert, der bis 2027 einen Wert von 1,7 Milliarden US-Dollar erreicht.
Verwandte Literatur
Diese Beiträge sind meine eigenen und spiegeln nicht unbedingt die Position, Strategien oder Meinung von BMC wider.