¿Qué es un registro de contenedores?

Un beneficio clave de los registros de contenedores es su facilidad de conexión con sistemas o plataformas de orquestación de contenedores como Kubernetes y Docker.

Durante el desarrollo de aplicaciones basadas en contenedores, los equipos también pueden utilizar container registries en una capacidad de DevOps, lo que permite una integración optimizada con flujos de trabajo de integración continua (CI) y flujos de trabajo de entrega continua (CD). Ambos flujos de trabajo son actividades centrales dentro del desarrollo de software. CI y CD están basados en la automatización y creados para adaptarse a cambios frecuentes de código. Difieren principalmente en que CI prepara el código para su eventual lanzamiento, mientras que CD se refiere a la liberación real del código. Los container registries admiten ambos flujos de trabajo.

Hay dos tipos de registros de contenedores:

• Los registros públicos tienen la característica de optimizar la transferencia de datos y un control de acceso relajado, pero carecen de protocolos de seguridad avanzados.
• Los repositorios privados suelen emplear en situaciones que requieren operaciones más seguras y una protección más rigurosa de las cargas de trabajo.

Un registro de contenedores almacena imágenes de contenedores, lo que permite a los usuarios almacenar imágenes en el registro de contenedores (un proceso llamado "empuje") o descargarlas a un sistema diferente (un proceso llamado "extracción").

Un registro de contenedores se puede utilizar solo o junto con otros registros de contenedores. Si se combinan varios contenedores en una sola unidad operativa para la prestación de servicios en la nube, su funcionalidad imita un ecosistema cuyos habitantes trabajan en estrecha colaboración para ofrecer un resultado compartido.

Los container registries utilizan object storage para manifestar metadatos sobre imágenes de contenedores. Aunque esto proporciona un medio para transferir con éxito dichos metadatos, es, por naturaleza, limitado. Por ejemplo, en el caso de datos que pueden incluir varias imágenes, existen límites en cuanto al número de etiquetas de listado disponibles.

Los contenedores de dependencia son otro método de almacenamiento. Permiten la gestión, registro y resolución de dependencias en una aplicación. En el contexto de la programación, las dependencias describen situaciones en las que un objeto o proceso debe ocurrir antes de que otro objeto pueda funcionar según lo ordenado.

Estas dependencias se gestionan mediante contenedores de dependencias, que ayudan a simplificar las pruebas, mejorar la escalabilidad y minimizar la necesidad de acoplamiento de código (una interdependencia demasiado fuerte entre los objetos que se están programando), lo que puede provocar la introducción de errores y problemas de control de versiones.

Dada la apremiante y constante necesidad de seguridad en línea, la autenticación de las personas a las que se concede acceso a los repositorios es de vital importancia. Eso depende de una serie de permisos específicos de ese registro de contenedores. Las licencias definen quién está autorizado a emplear los recursos informáticos de ese registro de contenedores.

El concepto de tiempos de ejecución es vital. Los tiempos de ejecución de contenedores son el software que permite que los contenedores funcionen dentro de un sistema host. Los tiempos de ejecución utilizan una serie de pasos para crear contenedores. Estos pasos abarcan todo el proceso de formación de contenedores e inicialización de su entorno según la guía de una imagen de contenedor que contiene la aplicación y sus dependencias.

Una vez que se forman los contenedores, el tiempo de ejecución permanece activamente involucrado: administra los ciclos de vida de los contenedores, realiza un seguimiento de su viabilidad continua y elimina sus recursos cuando ya no se necesitan.

Los container registries también admiten el equilibrio de carga. En el equilibrio de carga nativo del contenedor, el tráfico del equilibrador se enruta directamente a las áreas destinadas a recibir ese tráfico. De esta manera, los container registries funcionan de la mano con los equilibradores de carga, eliminando la necesidad de que el tráfico pase por un bucle de red adicional.

Los registros de contenedores brindan numerosos beneficios, incluidos los siguientes:

Las siguientes actividades hacen un uso extensivo de los registros de contenedores:

El desarrollo de software es el principal caso de uso de los container registries, razón por la cual se crearon en primer lugar: para ayudar a los desarrolladores de software brindándoles un espacio de trabajo para almacenar, acceder y compartir imágenes.

Los container registries privados suelen considerarse una infraestructura necesaria para las organizaciones que diseñan y entregan aplicaciones de software internamente. Los registros privados brindan a los usuarios un mayor nivel de control sobre las cadenas de suministro de software .

Muchos container registries ayudan a los usuarios de microservicios aclarando el proceso de localización y conexión a microservicios específicos en un clúster de contenedores. Dichos registros ofrecen servicios de sistema de nombres de dominio que dan nombres de imágenes e IP virtuales.

Los registros de contenedores ayudan a fomentar la iteración rápida de las aplicaciones debido a la naturaleza modular y liviana de los registros de contenedores. Otros beneficios del despliegue son la portabilidad y la coherencia de los registros.

Los registros de contenedores se están personalizando para fines científicos especializados, como respaldar datos genéticos y potenciar la investigación genómica. Los resultados de la investigación se pueden reproducir fácilmente en otros formatos, lo que permite compartir código clave y artefactos.

Hay dos proveedores principales de orquestación de contenedores que dominan el uso del registro de contenedores:

Docker es un sistema de orquestación de contenedores desarrollado e introducido en 2013 para ayudar a reducir la complejidad de la creación, despliegue y ejecución de aplicaciones. Docker ganó popularidad más recientemente por ser visto como una forma fácil de construir contenedores ligeros, portátiles y autónomos que pueden ejecutar en cualquier plataforma a pesar de la infraestructura. Esa reputación de facilidad de uso ha ayudado a Docker a convertirse en una opción de referencia para quienes despliegan aplicaciones dedicadas a la inteligencia artificial (IA) y el machine learning (ML).

Del mismo token, los contenedores Docker ofrecen portabilidad suprema, permitiendo que se muevan de una máquina a otra, independientemente de su infraestructura. Nuevamente, vemos un beneficio en que, con Docker, es relativamente sencillo introducir aplicaciones de IA y machine learning (ML) en entornos alternativos, como máquinas locales, dispositivos edge o servidores en la nube.

Kubernetes es una plataforma de código abierto para la orquestación de contenedores. También comenzó en 2013 y lleva el nombre de un término griego para "piloto", Kubernetes se utiliza para automatizar varios procesos de software, como la gestión, el despliegue y el escalado.

En un Kubernetes service, uno o más equipos (que pueden ser máquinas virtuales o Bare Metal Server) están vinculados en un clúster, donde se pueden ejecutar cargas de trabajo de contenedores de diferentes tamaños y tipos. Kubernetes se despliega a menudo con cartas Helm, que son colecciones de archivos que funcionan para describir los diversos recursos de un clúster Kubernetes y luego empaquetar esos recursos combinados como una aplicación.

Kubernetes permite el uso de aplicaciones de aprendizaje automático (ML) en contenedores y escalado simple, y soporta marcos y herramientas de aprendizaje automático (ML). Kubernetes también se puede utilizar como plataforma para cargas de trabajo de capacitación de IA.

Docker y Kubernetes son similares en muchos aspectos. Sin embargo, difieren en la escala que cada uno posee porque Docker es, en su núcleo, un tiempo de ejecución de contenedores, mientras que Kubernetes es una plataforma completa diseñada para acomodar la ejecución y administración de contenedores desde múltiples tiempos de ejecución de contenedores. Como indicador de la diferencia entre ambos, considere que Kubernetes es lo suficientemente grande como para que Docker sea solo uno de los múltiples tiempos de ejecución de contenedores que admite Kubernetes.

El mercado de proveedores de registros de contenedores está en constante evolución, con agentes que entran y salen del mercado en cualquier momento. No obstante, los proveedores aquí enumerados se labraron una reputación duradera en este mercado:

• Alibaba: Alibaba Group adopta el objetivo de "hacer más fácil hacer negocios en cualquier lugar". Cloud Container Registry de Alibaba permite la replicación de imágenes entre instancias (entidades operativas) que pertenecen a la misma cuenta. Cloud Container Registry de Alibaba está diseñado para gestionar imágenes a lo largo de sus respectivos ciclos de vida.

• Amazon: Amazon Sitio web Services (AWS) opera Amazon Elastic Container Registry (ECR), incorporando el uso de Amazon Inspector, que gestiona el escaneo de vulnerabilidades de las imágenes. ECR también permite la replicación entre cuentas y regiones, lo que facilita el acceso a las imágenes.

• DockerHub: Docker ejecuta su propio recurso de imagen conocido como DockerHub, que ofrece acceso gratuito a más de 100 000 imágenes compartidas por usuarios de Docker, proveedores de software y proyectos de código abierto. Un servicio de registro de contenedores de pago también está disponible para uso privado. DockerHub utiliza una interfaz de línea de comandos Docker (Docker CLI) que permite operaciones clave como inicio de sesión, push y pull.

• GitHub: ahora propiedad de Microsoft, GitHub se inició en 2007. La plataforma ha obtenido un amplio apoyo de los desarrolladores, quienes aprecian su capacidad para fomentar el intercambio de códigos, la colaboración y la gestión de códigos. (Cabe señalar que, aunque a menudo se confunde con software de código abierto, GitHub es de hecho software propietario).

• GitLab: a menudo confundido con GitHub, GitLab se fundó en 2014. GitLab Container Registry es un registro privado seguro para imágenes de contenedores. Se puede utilizar tanto para producir como para publicar imágenes. Gitlab Container Registry funciona con software de código abierto. La última versión (ahora en Beta) presenta capacidades mejoradas de clasificación y filtrado.

• Google: El registro de contenedores de Google Cloud “Artifact Registry” está integrado con las herramientas y los tiempos de ejecución de Google Cloud y admite el uso de canalizaciones automatizadas. Google también fue el creador de Kubernetes, y el proyecto ahora se gestiona gracias a los esfuerzos de los colaboradores y la marca registrada está en manos de la Fundación de Computación Nativa de la Nube. Los proveedores de la nube ahora cada uno ofrecen su propia versión de Kubernetes como un servicio administrado.

• IBM: IBM® Cloud Container Registry permite a los usuarios iniciar fácilmente su propio registro y comenzar a enviar imágenes privadas al registro para su uso con IBM Cloud Kubernetes Service. Los usuarios obtienen beneficio de la privacidad de tener su propio registro completamente administrado. El servicio, que puede ser impulsado por pruebas sin costo, tiene una característica de precios de pago por uso, por lo que los usuarios solo pagan por lo que consumen.

• Microsoft: la plataforma Azure de Microsoft incluye Azure Container Registry (ACR), que contiene imágenes de Docker e imágenes de Open Container Initiative (OCI) y admite artefactos de OCI y gráficos de Helm. La característica de registro conectado de ACR (parte del nivel de servicio premium del programa) crea una réplica on premises o remota que sincroniza las imágenes de contenedor y los artefactos de OCI con el ACR basado en la nube. Los ACR pueden alojar imágenes de Windows y Linux. Una forma de interactuar con los programas informáticos es escribiendo y entrada líneas de texto, que se denominan líneas de comandos. Cuando un sistema operativo emplea este método de interacción, se dice que incorpora una interfaz de línea de comandos (CLI). Aunque la mayoría de los usuarios de computadoras ahora confían en las interfaces gráficas de usuario (GUI), el uso de CLI todavía es favorecido por algunos, especialmente por aquellos que desean automatizar programas mediante la escritura de scripts. Azure proporciona a los usuarios la flexibilidad de usar la popular CLI de Docker para ejecutar operaciones clave de imagen de contenedor como inicio de sesión, inserción y extracción.

• Red Hat: Red Hat promovió la programación basada en Linux desde su creación en 1993. Su container registry, OpenShift Container Platform (OCP), permite a los usuarios acceder automáticamente a repositorios de imágenes bajo demanda y les ofrece una ubicación estándar para enviar las imágenes que resultan de la compilación de sus aplicaciones.