¿Qué son los contenedores de Linux?

Hoy en día, los contenedores de Linux son herramientas vitales en el desarrollo de software moderno, ya que permiten empaquetar fácilmente las aplicaciones junto con todas sus dependencias. Muchas aplicaciones modernas, como Docker, Kubernetes, Red Hat OpenShift, Microsoft Azure y otras, utilizan contenedores de Linux por sus características añadidas de eficiencia, portabilidad y seguridad.

Al igual que todas las demás aplicaciones y herramientas de software creadas en Linux, los contenedores de Linux son de código abierto, lo que significa que su código fuente es gratuito y está disponible para que cualquiera lo use. Los contenedores de Linux y sus numerosas características forman parte de las distribuciones de Linux que una comunidad global de desarrolladores mantiene y actualiza.

Linux es uno de los sistemas operativos (SO) de código abierto más populares del mundo. Inventado en 1991 por Linus Torvalds, Linux se convirtió rápidamente en una alternativa ampliamente utilizada a los sistemas operativos propietarios, como Windows y macOS. El sistema operativo Linux se basa en el kernel de Linux, un programa informático que permite a los usuarios controlar los componentes del sistema informático, como las redes, el uso de la CPU, los controladores, los sistemas de archivos y mucho más.

En los años transcurridos desde su invención, el kernel de Linux se ha vuelto en crítico para las distribuciones de Linux, que son versiones de código abierto del sistema operativo Linux que se lanzan regularmente a los usuarios. Hoy en día, Linux impulsa una amplia gama de dispositivos modernos y aplicaciones y es utilizado por algunas de las mayores empresas de tecnología, software e informática del mundo.  

Los contenedores son unidades ejecutables de software que contienen el código de la aplicación junto con las bibliotecas y dependencias de ese código, lo que permite que el código se ejecute en varios ecosistemas. Los contenedores dependen de muchos componentes para su funcionalidad. Por ejemplo, los archivos binarios son componentes clave para la funcionalidad de los contenedores, lo que permite que los archivos individuales y su código de aplicación se ejecuten en cualquier entorno informático.

Los contenedores se benefician de una forma de virtualización del sistema operativo en la que las características del kernel del sistema operativo se utilizan para aislar procesos y controlar la cantidad de CPU, memoria y espacio en disco a las que pueden acceder las aplicaciones. Los contenedores son más portátiles y eficientes en recursos que las máquinas virtuales y se han convertido en esenciales en las aplicaciones nativas de la nube, como Netflix, Spotify, AirBnB y más.

Los contenedores de Linux ejecutan aplicaciones en entornos aislados en un único sistema host que utiliza Linux como sistema operativo. En el corazón de la funcionalidad del contenedor de Linux se encuentra una línea de comandos, también conocida como shell, que brinda a los usuarios una interfaz basada en texto que controla el sistema Linux.

Los contenedores Linux son similares a las máquinas virtuales (VM) en el sentido de que ambos son métodos de virtualización que sustentan el cloud computing y la distribución de la mayoría de las aplicaciones modernas. Sin embargo, hay algunas diferencias importantes que merece la pena señalar.

Mientras que las máquinas virtuales virtualizan el hardware y la infraestructura de TI, los contenedores Linux solo virtualizan el sistema operativo del sistema, lo que los convierte en una opción más ligera y portátil para ejecutar aplicaciones. Además, los métodos de virtualización en los que se basan las máquinas virtuales y los contenedores de Linux son ligeramente diferentes. En una máquina virtual, un componente de software llamado hipervisor proporciona el aislamiento de recursos necesario para la virtualización; en un contenedor de Linux, esto se logra mediante una imagen de contenedor.

Estas cinco características clave de los contenedores de Linux permiten su funcionalidad única.

El concepto de contenerización existe desde la década de 1970, cuando Unix introdujo un sistema conocido como chroot. Unix, un sistema operativo popular, permitía a los usuarios controlar recursos de hardware y software en un ordenador o dispositivo electrónico. Chroot era único porque permitía el aislamiento de procesos en un sistema, algo que era crítico para las tecnologías de contenedor.

Aunque otras tecnologías (por ejemplo, las particiones de carga de trabajo de AIX y las cárceles de FreeBSD) han ofrecido un aislamiento de procesos y una virtualización de sistemas similares a los de los contenedores en ejecución, ninguna ha logrado un uso tan generalizado. En 2013, la introducción de Docker, una plataforma de gestión de contenedores de código abierto, supercargó el dominio de los contenedores en el ecosistema de aplicaciones modernas, facilitando más que nunca la creación, gestión e implementación de contenedores.

No se puede subestimar el dominio de los contenedores en el mercado de las aplicaciones modernas, especialmente para las aplicaciones nativos de la nube y de microservicios. Según un informe reciente, el mercado mundial de contenedores se estimó en 5850 millones de dólares el año pasado. Se espera que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR) del 33 % en los próximos cinco años¹.

Los contenedores de aplicación son contenedores que ejecutan procesos y cargas de trabajo únicos, lo que permite a los usuarios crear y eliminar contenedores sin afectar a otros procesos o a la funcionalidad de la aplicación. Los contenedores de aplicación (y específicamente Docker) fueron críticos para permitir que prosperaran las aplicaciones de las que tantos usuarios dependen hoy en día, como Facebook, MS Word, Zoom y más. Aunque existen tecnologías de kernel de Linux de código abierto más nuevas, como Ubuntu y system-nspawn, los contenedores de Linux siguen siendo ampliamente utilizados y tienen muchos beneficios.

Como proyecto de código abierto, los contenedores de Linux evolucionan continuamente, moldeados por una comunidad global de desarrolladores que añaden constantemente características y mejoran la funcionalidad y la experiencia del usuario. Estos son algunos de sus beneficios más populares:

• Uso compartido de recursos: a diferencia de las máquinas virtuales que necesitan otra instancia de sistema operativo independiente para funcionar, los contenedores de Linux comparten el núcleo del sistema host, lo que los hace más eficientes y portátiles en muchos entornos informáticos.

• Integración con Linux: debido a su integración con el kernel de Linux, los contenedores de Linux permanecen cerca del sistema operativo Linux, lo que permite un uso más eficiente de los recursos que con otras tecnologías de virtualización, como máquinas virtuales e hipervisores.

• Aprovisionamiento bajo demanda y escalado automático: los cortos tiempos de arranque y los bajos requisitos de recursos de los contenedores Linux los hacen ideales para el aprovisionamiento bajo demanda y el escalado automático, capacidades clave de los entornos de nube y cloud híbrido.

• Mayor seguridad: los contenedores de Linux ofrecen características de seguridad mejoradas mediante el aislamiento y el control de recursos. También existen módulos de seguridad específicos de tareas para procesos individuales de Linux que se lanzan y actualizan en distribuciones de Linux. Un ejemplo es AppArmor, un módulo de seguridad del kernel de Linux que restringe la forma en que los procesos pueden ejecutarse dentro de los contenedores.

• Reducción de la sobrecarga: los contenedores de Linux maximizan la utilización de recursos y la escalabilidad al permitir que varios contenedores se ejecuten a la vez en un único sistema anfitrión y SO. Este aspecto de los contenedores de Linux reduce significativamente la sobrecarga de ejecutar sistemas operativos simultáneos, un requisito de muchas otras tecnologías de virtualización.

• Orquestación mejorada: la orquestación de contenedores (a menudo a través de Kubernetes) automatiza los procesos de administración de contenedores de Linux, como la implementación y el escalado. Los contenedores de Linux proporcionan un control granular sobre la administración de contenedores, lo que facilita a los desarrolladores coordinar y administrar la implementación de aplicaciones en contenedores a gran escala.

Debido a sus numerosas características, beneficios y al éxito del modelo de distribuciones de código abierto de Linux, los contenedores de Linux se implementan en muchos sectores y tienen muchos casos de uso. Estos son algunos de los más populares.

La arquitectura de microservicios es un método arquitectónico nativo de la nube para el desarrollo de software donde una única aplicación se crea a partir de componentes más pequeños e independientes. Hoy en día, el enfoque de microservicios se utiliza mucho en muchos entornos de desarrollo de software debido a su velocidad, escalabilidad y flexibilidad.

Los contenedores de Linux son ideales para las arquitecturas de microservicios, ya que facilitan a los desarrolladores implementar microservicios individuales que pueden vincularse entre sí para crear grandes aplicaciones complejas.

DevOps y la integración continua/entrega continua (CI/CD) son un conjunto de prácticas utilizadas por los desarrolladores de software para automatizar el desarrollo y la entrega de software.

Los contenedores de Linux mejoran DevOps y CI/CD de varias maneras importantes. En primer lugar, los contenedores de Linux ayudan a garantizar la coherencia de los entornos de producción en todo el pipeline de CI/CD para que, cuando se lanza un software, funcione según lo previsto. 

En segundo lugar, automatizan tareas en la creación, prueba e implementación de aplicaciones, lo que ayuda a los desarrolladores a ahorrar tiempo y recursos. Finalmente, los contenedores de Linux son más livianos que otros tipos de virtualización, lo que ayuda a los equipos de DevOps a reducir el coste de la infraestructura de TI que necesitan para cumplir con sus plazos.

La mayoría de las empresas modernas necesitan implementar sus aplicaciones empresariales principales en una combinación de plataformas de nube pública y privada, un enfoque conocido como arquitectura de cloud híbrido.

Los contenedores de Linux son ideales para entornos de cloud híbrido que combinan nubes públicas y nube privada debido a su portabilidad y utilización de recursos. Los contenedores de Linux pueden ayudar a mejorar la eficiencia en entornos de cloud híbrido, aumentar significativamente el rendimiento de las aplicaciones y minimizar los costes operativos.

Como parte de las iniciativas de transformación digital en curso, muchas empresas necesitan desarrollar y mejorar el funcionamiento de sus aplicaciones, buscando constantemente nuevas tecnologías y herramientas que puedan darles una ventaja en el mercado.

Según el IBM Institute of Business Value, el 83 % de los ejecutivos han hecho de la modernización de sus aplicaciones un elemento central de su estrategia empresarial. Los contenedores de Linux aceleran este esfuerzo tomando aplicaciones construidas con código heredado e infraestructura y aislando sus dependencias y requisitos para que puedan implementarse de manera fácil y efectiva en entornos modernos.