Docker ha stabilito lo standard per il software di confezionamento in contenitori leggeri e portatili, mentre OpenShift, piattaforma di Kubernetes enterprise di Red Hat, fornisce l'orchestrazione, la sicurezza e lo sviluppo di strumenti necessari per eseguire quei vantaggi in scala. Insieme, Docker e OpenShift formano una solida base per l'orchestrazione dei container aziendali, consentendo ai team di automatizzare l'implementazione, gestire gli ambienti ibridi,

Comprendere Docker e Containerization

Docker è più di un semplice strumento, è una piattaforma per lo sviluppo, la spedizione e l'esecuzione di applicazioni all'interno dei contenitori. I container fanno un'applicazione con le sue dipendenze (librari, file di configurazione, binari) in un'unica unità standardizzata, garantendo che l'applicazione si comporti in modo coerente attraverso lo sviluppo, la staging e gli ambienti di produzione, eliminando il classico "lavora sulla mia macchina".

Docker utilizza un'architettura client-server dove il cliente Docker comunica con il demone Docker per costruire, eseguire e gestire i contenitori. Le immagini, definite da Dockerfiles, servono come modelli di sola lettura che sono stati sovrapposti per l'efficienza. Quando un contenitore è iniziato, uno strato writable consente di implementare la versione di rollback.

Per le imprese, Docker fornisce diverse capacità critiche:

  • Isolazione:[] Ogni contenitore funziona nel proprio spazio utente isolato, migliorando la sicurezza e il controllo delle risorse.
  • Portabilità:[] I container funzionano su qualsiasi sistema operativo che supporta Docker, inclusi Linux, Windows e macOS, e in qualsiasi ambiente (on-premises, cloud, ibrido).
  • Efficienza:[] I container condividono il kernel del sistema operativo host, con conseguente riduzione significativa della sovraccarica rispetto alle macchine virtuali.
  • Immagine rapid:[] Gli sviluppatori possono costruire, testare e distribuire rapidamente le applicazioni containerizzate, supportando l'integrazione continua e i flussi di lavoro continui di consegna (CI/CD).

Docker da solo, tuttavia, non è sufficiente per gestire centinaia o migliaia di contenitori attraverso un gruppo di macchine, dove entra l'orchestrazione, e OpenShift offre una soluzione di livello enterprise costruita su Kubernetes.

OpenShift: piattaforma Enterprise Kubernetes

OpenShift è la distribuzione di Red Hat di Kubernetes, arricchita da funzionalità aggiuntive che rispondono alle esigenze delle operazioni IT, degli sviluppatori e dei team di sicurezza. Mentre Kubernetes fornisce lo strato di orchestrazione fondamentale, progettando contenitori, implementazioni di scala, gestione di rete e storage, OpenShift lo avvolge con strumenti a misura di sviluppatori, una console web, funzionalità CI/CD integrate e default di sicurezza indurita.

I componenti chiave di OpenShift includono:

  • Source-to-Image (S2I): Uno strumento che costruisce automaticamente le immagini dei container dal codice sorgente senza richiedere un Dockerfile, anche se supporta completamente Dockerfiles personalizzati.
  • Registro integrato:[[] OpenShift include un registro interno delle immagini dei container per la memorizzazione e la gestione delle immagini, riducendo l'affidabilità ai registri esterni.
  • Routing e networking:[[] OpenShift gestisce il traffico in ingresso con un router HAProxy integrato e fornisce la scoperta interna DNS e servizio.
  • I vincoli di contesto di sicurezza (SCCs):[ Questi sostituiscono le politiche di sicurezza del Pod Kubernetes, offrendo il controllo granulare su ciò che i contenitori possono fare (ad esempio, eseguire come radice, accedere alle risorse dell'host).
  • Console sviluppatore:[] Un'interfaccia web che semplifica la distribuzione, il monitoraggio e la gestione delle applicazioni.
  • OperatoreHub:[] Un catalogo di operatori per automatizzare la gestione complessa del ciclo di vita delle applicazioni.

OpenShift è progettato per le aziende che richiedono multi-tenancy, conformità e alta disponibilità. Si integra con LDAP, Active Directory e altri fornitori di identità. Fornisce anche il monitoraggio integrato e logging tramite Prometheus, Grafana, e pile Elasticsearch/Fluentd/Kibana.

Integrazione Docker con OpenShift

Utilizzando Docker con OpenShift è semplice perché OpenShift è costruito su Kubernetes e comprende in modo nativo le immagini dei container. L'integrazione avviene a diversi livelli: costruire immagini, memorizzare immagini e distribuire carichi di lavoro.

Immagini di costruzione

Gli sviluppatori hanno due modi principali per creare immagini dei container per OpenShift:

  • Dockerfile costruisce:[]] Scrivi un Dockerfile, quindi utilizza il sistema di build OpenShift o il Docker CLI per costruire un'immagine. OpenShift può eseguire Docker costruisce all'interno del cluster utilizzando una configurazione di build che fa riferimento a Dockerfile.
  • Source-to-Image (S2I): S2I è un framework che prende il codice sorgente dell'applicazione e lo inietta in un'immagine di base che contiene il runtime. Ad esempio, un'app Node.js può essere costruita puntando OpenShift a un repository Git; OpenShift estrarrà l'immagine del costruttore S2I appropriata, se il codice di configurazione di un'immagine di immagine di un'immagine di configurazione di un'immagine di un'immagine di configurazione di un'immagine di un'immagine di nome, il risultato è necessario.

Entrambi gli approcci producono immagini che vengono memorizzate in un registro interno o esterno dei container. Il registro integrato di OpenShift si basa sul protocollo Docker Registry v2, quindi è completamente compatibile con i client Docker.

Stoccaggio di immagini

Dopo la costruzione, le immagini vengono spinte a un registro accessibile dal cluster OpenShift. Il registro interno è l'opzione più semplice per le implementazioni strettamente integrate. In alternativa, i team possono utilizzare registri esterni come Docker Hub, Quay.io, Amazon ECR o Google Container Registry. OpenShift può tirare immagini da qualsiasi registro che supporta il protocollo standard dell'immagine del contenitore.

Distribuzione dei carichi di lavoro

Una volta disponibile un'immagine, implementarla su OpenShift è una questione di creare una risorsa Kubernetes come un Deployment, DeploymentConfig (OpenShift-specific), o Pod. La console web OpenShift o CLI ()) semplifica questo processo.

Passo per passo: Distribuzione di un contenitore Docker su OpenShift

Passiamo attraverso un ciclo di distribuzione completo, dalla scrittura di un Dockerfile per esporre l'applicazione esternamente.

Passo 1: Creare un'immagine Docker

Scrivere un Dockerfile per la vostra applicazione. Esempio per una semplice app web Python:

FROM python:3.9-slim
WORKDIR /app
COPY requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
COPY app.py .
EXPOSE 8080
CMD ["python", "app.py"]

Costruire l'immagine localmente utilizzando

Passo 2: Spingere a un Registro

Tagga e spingi l'immagine al registro interno di OpenShift. In primo luogo, accedi al registro di sistema dal tuo client Docker:

docker login -u $(oc whoami) -p $(oc whoami -t) default-route-openshift-image-registry.<cluster-domain>

Quindi tag e push:

docker tag my-python-app:1.0 default-route-openshift-image-registry.<cluster-domain>/<project-name>/my-python-app:1.0
docker push default-route-openshift-image-registry.<cluster-domain>/<project-name>/my-python-app:1.0

Passo 3: Distribuzione su OpenShift

Usando il CLI:

oc new-app my-python-app:1.0 --name=my-app --as-deployment-config

Oppure creare un Distribuzione manualmente tramite YAML:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
 name: my-app
spec:
 replicas: 3
 selector:
 matchLabels:
 app: my-app
 template:
 metadata:
 labels:
 app: my-app
 spec:
 containers:
 - image: default-route-openshift-image-registry.<cluster-domain>/<project>/my-python-app:1.0
 name: my-app
 ports:
 - containerPort: 8080

Applicare con .

Passo 4: Esponere l'applicazione

Creare un Servizio e un Percorso per rendere l'app esternamente accessibile:

oc expose deployment my-app --port=8080
oc expose service my-app

Il router di OpenShift gestisce la terminazione TLS e il bilanciamento del carico.

Passo 5: Gestione della Scala

Scale il numero di repliche dinamicamente:

oc scale deployment my-app --replicas=5

Oppure configurare l'auto-scaling utilizzando HorizontalPodAutoscaler.

Vantaggi dell'utilizzo Docker con OpenShift

Portabilità e coerenza

Le immagini Docker sono artefatti immutabili che incapsulano l'ambiente di runtime. Quando vengono distribuite su OpenShift, queste immagini funzionano in modo identico se su un computer portatile dello sviluppatore, un cluster di test o un data center di produzione.

Gestione automatizzata del ciclo di vita

Gli aggiornamenti di Rolling, le distribuzioni di canari, i controlli sanitari e l'auto-guarigione sono integrati. Ad esempio, se un contenitore si blocca, OpenShift lo riavvia automaticamente. Se un nodo non riesce, il programmatore ridistribuisce contenitori a nodi sani.

Sicurezza delle imprese

OpenShift sostiene che i contenitori sono sottoposti a vincoli di sicurezza limitati per impostazione predefinita, il che significa che i contenitori non possono essere gestiti come root, utilizzare namespace host o montare directory sensibili agli host, a meno che non sia esplicitamente consentito. OpenShift si integra anche con strumenti di scansione di vulnerabilità per controllare le immagini per CVE conosciute prima dell'implementazione.

Scalabilità

OpenShift sfrutta l'auto-scaling orizzontale del pod di Kubernetes e l'auto-scaling del cluster. È possibile definire le soglie di CPU o memoria che innescano la scala automatica o la scala-in. Combinato con i contenitori leggeri di Docker, la scalabilità avviene in pochi secondi anziché minuti come con le VM.

Produttività degli sviluppatori

La funzione Source-to-Image di OpenShift accelera lo sviluppo consentendo agli sviluppatori di spingere il codice direttamente al cluster senza scrivere Dockerfiles. Il sistema di costruzione integrato può attivare le costruisce e le implementazioni automatizzate delle immagini da Git commit, consentendo un loop di feedback stretto. Inoltre, la console di sviluppo fornisce visualizzazioni, log e terminali integrati.

Migliori Pratiche per il Distribuzione delle Imprese

Immagine Versioni e Tagging

Utilizzare sempre tag specifici e versioni per le immagini Docker. Evitare il tag in produzione perché rompe la riproducibilità. Utilizzare la versione semantica o le hashes. Le risorse di flusso di immagini di OpenShift possono monitorare i cambiamenti dei tag e attivare le implementazioni automatizzate.

Politiche di sicurezza

Definire i Contest di sicurezza (SCC) che corrispondono alla posizione di sicurezza. Inizia con il SCC limitato e solo escalare i privilegi quando necessario. Integrare con gli scanner di immagini dei container come Clair o Red Hat Advanced Cluster Security per la scansione delle immagini prima dell'implementazione. Inoltre, abilitare le politiche di rete al traffico di microsegmento tra i pod.

Integrazione CI/CD

Automatizza le operazioni di compilazione, test e dispiegazioni utilizzando OpenShift Pipelines (costruito su Tekton) o Jenkins. Un tipico conduttivo: (1) lo sviluppatore spinge il codice a Git, (2) OpenShift attiva una costruzione S2I o Docker, (3) la nuova immagine viene automaticamente spinta al registro interno, (4) viene aggiornata una distribuzione e (5) i controlli sanitari convalidano il rollout.

Esempio di una risorsa Tekton pipeline che si basa su un Dockerfile:

apiVersion: tekton.dev/v1beta1
kind: Task
metadata:
 name: build-docker-image
spec:
 workspaces:
 - name: source
 steps:
 - name: build
 image: gcr.io/kaniko-project/executor:latest
 args:
 - --context=$(workspaces.source.path)
 - --destination=image-registry.openshift-image-registry.svc:5000/<project>/my-app:$(params.tag)

Monitoraggio e registrazione

Attiva lo stack di monitoraggio integrato di OpenShift (Prometheus e Grafana) per raccogliere metriche su CPU, memoria, disco I/O e utilizzo della rete. Impostare avvisi per il consumo di risorse anormali. Per i log, distribuire l'operatore di OpenShift Elasticsearch o i registri in avanti su un SIEM esterno.

Gestione delle risorse

OpenShift utilizza questi per programmare i baccelli in modo intelligente e prevenire la fame delle risorse. Senza limiti, un singolo contenitore può consumare tutte le risorse dei nodi, che interessano altri carichi di lavoro. Esempio YAML snippet:

resources:
 requests:
 memory: "256Mi"
 cpu: "250m"
 limits:
 memory: "512Mi"
 cpu: "500m"

Networking e stoccaggio persistente

Per applicazioni che richiedono un'archiviazione di stato, utilizzare PersistentVolumeClaims di OpenShift (PVCs) supportato da una classe di archiviazione (ad esempio, NFS, Ceph, AWS EBS). Configurare StorageClasses in modo appropriato. Per la rete, utilizzare OpenShift Routes per il traffico HTTP/S esterno e Servizi per il bilanciamento del carico interno.

Backup e ripristino di emergenza

Ripristinare regolarmente le configurazioni OpenShift (etcd snapshot), i dati del PVC e il contenuto del registro delle immagini.Attuazione di un'infrastruttura come approccio al codice utilizzando strumenti GitOps come ArgoCD per recuperare rapidamente gli ambienti.

Casi di utilizzo reali

Microservices Decomposizione

Le aziende che modernizzano le applicazioni monolitiche spesso li infrangono in microservizi. I contenitori Docker ospitano ogni servizio in modo indipendente, e OpenShift orchestra l'intero sistema, la gestione della scoperta dei servizi, il bilanciamento del carico e la comunicazione inter-service.

Ibridi cloud dispiegamento

OpenShift si avvale di grandi provider cloud (AWS, Azure, GCP) e on-premises. Le immagini Docker possono essere distribuite ovunque OpenShift funzioni, consentendo un'esperienza coerente in ambienti ibridi.

CI/CD per l'apprendimento automatico

I team di Data Science possono containerizzare i modelli ML utilizzando Docker e distribuirli su OpenShift come funzioni serverless (via OpenShift Serverless/Knative), permettendo così di effettuare un'inferenza del modello in scala con scaling automatico a zero quando non è in uso.

Conclusioni

Docker e OpenShift insieme forniscono una potente piattaforma di orchestrazione container pronta alla produzione che soddisfa le esigenze dell'IT aziendale. Docker offre immagini leggere e portatili facili da costruire e versione, mentre OpenShift aggiunge l'orchestrazione, la sicurezza e l'esperienza di sviluppo necessari per eseguire queste immagini in scala con fiducia.

Per ulteriori informazioni approfondite, fare riferimento alla documentazione ufficiale: []Docker Docs[], []]ApriShift Docs[], e Red Hat OpenShift Product Page].