O que são contêineres do Linux?

Atualmente, os contêineres do Linux são ferramentas vitais no desenvolvimento de software moderno, permitindo que as aplicações sejam facilmente empacotadas junto com todas as suas dependências. Muitos aplicativos modernos, como Docker, Kubernetes, Red Hat OpenShift®, Microsoft Azure e outros, utilizam contêineres do Linux por sua maior eficiência, portabilidade e funcionalidades de segurança.

Como todos os outros aplicativos e ferramentas de software criados no Linux, os contêineres do Linux são de código aberto, o que significa que seu código-fonte é gratuito e está disponível para qualquer pessoa usar. Os contêineres do Linux e suas muitas funcionalidades fazem parte das distribuições Linux que uma comunidade global de desenvolvedores mantém e atualiza.

O Linux é um dos sistemas operacionais (SO) de código aberto mais populares do mundo. Inventado em 1991 por Linus Torvalds, o Linux rapidamente tornou-se uma alternativa amplamente utilizada para sistemas operacionais proprietários, como Windows e macOS. O sistema operacional Linux baseia-se no Linux kernel, um programa de computador que oferece aos usuários controle sobre componentes do sistema de computador, como redes, uso da CPU, drivers, sistemas de arquivos e mais.

Nos anos desde sua invenção, o kernel do Linux tornou-se crítico para as distribuições do Linux, versões de código aberto do sistema operacional Linux regularmente lançadas para os usuários. Atualmente o Linux alimenta uma ampla gama de dispositivos e aplicações modernas e é usado por algumas das maiores empresas de tecnologia, software e computação do mundo.  

Contêineres são unidades executáveis de software que contêm código de aplicação juntamente com as bibliotecas e dependências desse código, permitindo que o código seja executado em vários ecossistemas. Os contêineres dependem de muitos componentes para a sua funcionalidade. Por exemplo, os arquivos binários são componentes fundamentais da funcionalidade do contêiner, possibilitando que arquivos individuais e seu código de aplicação sejam executados em qualquer ambiente de computação.

Os contêineres utilizam uma forma de virtualização do sistema operacional em que as funcionalidades do kernel do sistema operacional são usadas para isolar processos e controlar a quantidade de CPU, memória e espaço em disco que as aplicações podem acessar. Os contêineres são mais portáteis e eficientes em termos de recursos do que as máquinas virtuais (VMs) e tornaram-se essenciais em aplicações nativas da nuvem modernas, como Netflix, Spotify, AirBnB e outros.

Os contêineres do Linux executam aplicações em ambientes isolados em um único sistema host que utiliza o Linux como sistema operacional. No centro da funcionalidade de contêiner do Linux há uma linha de comando, também conhecida como shell, que oferece aos usuários uma interface baseada em texto que controla o sistema Linux.

Os contêineres do Linux são semelhantes às máquinas virtuais (VMs), pois ambos são métodos de virtualização amplamente utilizados que sustentam a computação em nuvem e a distribuição dos aplicativos comerciais mais modernos. No entanto, há algumas diferenças importantes que vale a pena observar.

Enquanto as VMs virtualizam o hardware e a infraestrutura de TI , os contêineres do Linux virtualizam somente o sistema operacional de um sistema, tornando-os uma opção mais leve e portátil para a execução de aplicações. Além disso, os métodos de virtualização dos quais as VMs e os contêineres do Linux dependem são ligeiramente diferentes. Em uma VM, um componente de software chamado hipervisor proporciona o isolamento de recursos necessário para a virtualização; em um contêiner Linux, isso é alcançado por meio de uma imagem de contêiner.

Essas cinco características principais dos contêineres do Linux possibilitam sua funcionalidade única.

O conceito de conteinerização existe desde a década de 1970, quando o Unix introduziu um sistema conhecido como chroot. O Unix, um SO popular, permitia que os usuários controlassem recursos de hardware e software em um computador ou dispositivo eletrônico. O chroot era único, pois permitia o isolamento de processos em um sistema, algo crítico para as tecnologias de contêiner.

Enquanto outras tecnologias (como AIX Workload Partitions e jails do FreeBSD) ofereceram isolamento de processos e virtualização semelhantes à execução de contêineres, nenhuma teve um uso tão difundido. Em 2013, a introdução do Docker, uma plataforma de gerenciamento de contêiner de código aberto, supercarregou o domínio dos contêineres no ecossistema de aplicação moderna, tornando a criação, a gestão e a implementação de contêiner mais fácil do que nunca.

O domínio do mercado de contêineres no mercado de aplicativos modernos não pode ser exagerado, especialmente para aplicativos nativos da nuvem e de microsserviços. De acordo com um relatório recente, o mercado global de contêiner foi estimado em US$ 5,85 bilhões no ano passado. Espera-se que cresça a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 33% nos próximos 5 anos.¹

Contêineres de aplicação são contêineres que executam processos e cargas de trabalho únicos, permitindo que os usuários criem e excluam contêineres sem afetar outros processos ou funcionalidade do aplicativo. Os contêineres de aplicação (e especificamente o Docker) foram fundamentais para permitir que as aplicações das quais muitos usuários dependem hoje, como Facebook, MS Word, Zoom e outros, florescessem. Embora haja tecnologias de kernel Linux mais recentes e de código aberto, como Ubuntu e system-nspawn, os contêineres do Linux ainda são amplamente utilizados e têm muitos benefícios.

Como um projeto de código aberto, os contêineres do Linux estão em constante evolução, moldados por uma comunidade global de desenvolvedores que constantemente adicionam funcionalidades e melhoram a funcionalidade e a experiência. Veja a seguir alguns dos seus benefícios mais populares:

• Compartilhamento de recursos: ao contrário das VMs que precisam de outra instância de sistema operacional separada para funcionar, os contêineres do Linux compartilham um kernel do sistema host, tornando-os mais eficientes e portáteis em muitos ambientes de computação.

• Integração com o Linux: devido à sua integração com o kernel do Linux, os contêineres do Linux permanecem próximos ao sistema operacional Linux, permitindo o uso mais eficiente dos recursos do que com outras tecnologias de virtualização, como VMs e hipervisores.

• Provisionamento sob demanda e escalabilidade automática: os tempos curtos de inicialização e os baixos requisitos de recursos dos contêineres do Linux os tornam ideais para o provisionamento sob demanda e para a escalabilidade automática, capacidades fundamentais de ambientes de nuvem e nuvem híbrida.

• Mais segurança: os contêineres do Linux oferecem funcionalidades de segurança aprimoradas por meio de isolamento e controle de recursos. Há também módulos de segurança específicos para tarefas para processos individuais do Linux lançados e atualizados em distribuições do Linux. Um exemplo é o AppArmor, módulo de segurança do kernel Linux que restringe como os processos podem ser executados dentro de contêineres.

• Redução da sobrecarga: os contêineres do Linux maximizam a utilização de recursos e a escalabilidade, permitindo que vários contêineres sejam executados em um único sistema host e sistema operacional ao mesmo tempo. Esse aspecto dos contêineres do Linux reduz consideravelmente a sobrecarga de execução de sistemas operacionais simultâneos, um requisito de muitas outras tecnologias de virtualização.

• Orquestração aprimorada: a orquestração de contêiner automatiza os processos de gerenciamento de contêiner Linux, como implementação e dimensionamento. Os contêineres do Linux oferecem controle detalhado sobre o gerenciamento de contêineres, facilitando para os desenvolvedores coordenar e gerenciar a implementação de aplicativos em contêineres em larga escala.

Devido às suas muitas funcionalidades e benefícios e ao sucesso do modelo de distribuições de código aberto do Linux, os contêineres do Linux são implementados em muitos setores e têm muitos casos de uso. Veja a seguir alguns dos mais populares.

A arquitetura de microsserviços é uma abordagem de arquitetura nativa da nuvem para o desenvolvimento de software em que um único aplicativo é criado a partir de componentes menores e independentes.Atualmente, uma abordagem de microsserviços é amplamente usada em muitos ambientes de desenvolvimento de software devido à sua velocidade, escalabilidade e flexibilidade.

Os contêineres do Linux são ideais para arquiteturas de microsserviços, facilitando para os desenvolvedores a implantação de microsserviços individuais que podem ser vinculados para criar aplicativos grandes e complexos.

DevOps e integração contínua/entrega contínua (CI/CD) são um conjunto de práticas usadas por desenvolvedores de software para automatizar o desenvolvimento e a entrega de software.

Os contêineres do Linux aprimoram o DevOps e a CI/CD de várias maneiras importantes. Primeiro, os contêineres do Linux ajudam a garantir a consistência dos ambientes de produção em todo o pipeline de CI/CD para que, quando um software for lançado, ele funcione conforme o esperado. 

Em segundo lugar, eles automatizam tarefas na construção, teste e implementação de aplicações, ajudando os desenvolvedores a economizar tempo e Recursos. Finalmente, os contêineres do Linux são mais leves do que outros tipos de virtualização, o que ajuda as equipes DevOps a reduzir o custo da infraestrutura de TI necessária para cumprir seus prazos.

A maioria das empresas modernas precisa implementar suas aplicações de negócios principais em uma combinação de plataformas de nuvem privada e nuvem pública, uma abordagem conhecida como arquitetura de nuvem híbrida.

Os contêineres do Linux são ideais para ambientes de nuvem híbrida que misturam nuvens públicas e nuvem privada devido à sua portabilidade e utilização de recursos. Os contêineres do Linux podem ajudar a melhorar a eficiência em ambientes de nuvem híbrida, aumentar consideravelmente o desempenho do aplicativo e minimizar os custos operacionais.

Como parte das iniciativas de transformação digital contínua, muitas empresas precisam desenvolver e melhorar o funcionamento de seus aplicativos, buscando constantemente novas tecnologias e ferramentas capazes de dar uma vantagem no mercado.

De acordo com o IBM Institute of Business Value, 83% dos executivos tornaram a modernização de suas aplicações fundamental para sua estratégia de negócios. Os contêineres do Linux aceleram esse esforço, tomando aplicações criadas com código legado e infraestrutura legada e isolando suas dependências e requisitos para poderem ser implementados com facilidade e eficácia em ambientes modernos.