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Qué son los contenedores de software
Los contenedores de software son una forma de virtualización que permite ejecutar aplicaciones de forma aislada en un entorno compartido. Los contenedores son mucho más ligeros que las máquinas virtuales, lo que los hace más eficientes y fáciles de gestionar.
Simplificando, los contenedores en informática son como cajas mágicas que pueden guardar programas y todo lo que necesitan para funcionar. Imagine que son como cajas de Lego especiales para software.
Dentro de estas cajas, ponemos un programa, como un juego en una videoconsola. Pero no solo ponemos el juego, también ponemos todas las cosas que el juego necesita, como los gráficos, sonidos y reglas del juego. Así, el juego funciona igual en cualquier lugar donde pongamos esa caja mágica.
Para qué sirven los contenedores informáticos
Los contenedores ayudan a los programadores a hacer que sus programas sean más fáciles de mover y usar en diferentes ordenadores, sin importar el tamaño del sistema o el entorno operativo utilizado (Windows, Mac o Linux). Mantienen las aplicaciones aisladas entre sí y permiten automatizar el desarrollo de las mismas.
Breve historia
La historia de los contenedores informáticos se remonta a las décadas de 1970 y 1980, con la aparición de conceptos de aislamiento en sistemas Unix/Linux (Chroot, Virtuozzo y OpenVZ). Sin embargo, fue en 2013 cuando Docker, fundada por Solomon Hykes, revolucionó la informática en contenedores al introducir una plataforma de contenedores fácil de usar. Esto llevó a una explosión en la popularidad de la tecnología de contenedores en el desarrollo de software.
Los contenedores en informática son como cajas mágicas que pueden guardar programas y todo lo que necesitan para funcionar
Para estandarizar esta tecnología, en 2015 se fundó la Open Container Initiative (OCI), que estableció estándares abiertos para el formato de imágenes y la ejecución de contenedores. Al mismo tiempo, Kubernetes, desarrollado por Google, se convirtió en un estándar para la orquestación de contenedores, simplificando la gestión y escalabilidad de las aplicaciones en contenedores en entornos de producción.
Ventajas de los contenedores de software
Los contenedores proporcionan portabilidad, aislamiento, eficiencia de recursos, desarrollo más rápido, escalabilidad, mantenimiento simplificado y soporte para prácticas modernas de desarrollo de software. Estas ventajas los hacen una herramienta valiosa en el mundo de la informática y el desarrollo de aplicaciones.
Aislamiento
Los contenedores proporcionan un alto nivel de aislamiento, lo que significa que cada contenedor actúa como una unidad independiente. Esto evita que las aplicaciones entren en conflicto entre sí y garantiza una mayor seguridad y estabilidad.
Portabilidad
Los contenedores encapsulan una aplicación junto con sus dependencias y configuraciones, lo que los hace altamente portátiles. Puedes ejecutar el mismo contenedor en diferentes entornos, como sistemas operativos, nubes públicas o privadas, sin preocuparte por las diferencias en el entorno subyacente.
Eficiencia de recursos
Los contenedores comparten el núcleo del sistema operativo del host, lo que los hace más ligeros en comparación con las máquinas virtuales. Esto permite ejecutar múltiples contenedores en un solo servidor físico, optimizando el uso de recursos y reduciendo costos.
Desarrollo más rápido
Los contenedores permiten a los desarrolladores trabajar en entornos que son idénticos o muy similares a los de producción. Esto acelera el desarrollo y reduce la posibilidad de problemas causados por diferencias en los entornos.
Escalabilidad
Los contenedores son altamente escalables. Puedes replicar y orquestar múltiples contenedores de una aplicación para satisfacer la demanda de tráfico o usuarios, lo que facilita la adaptación a cambios en la carga de trabajo.
Mantenimiento sencillo
La gestión de contenedores es más sencilla y eficiente. Puedes definir la configuración de un contenedor en un archivo (como un Dockerfile) y replicarla en diferentes entornos. Esto simplifica la gestión de versiones y actualizaciones.
Automatización y DevOps
Los contenedores son una parte fundamental de las prácticas de DevOps y CI/CD (Integración Continua/Entrega Continua). Facilitan la automatización de implementaciones y actualizaciones, lo que acelera el ciclo de desarrollo y despliegue.
Gestión de versiones
Los contenedores permiten la gestión de versiones de aplicaciones de manera eficiente. Puedes mantener múltiples versiones de una aplicación y cambiar entre ellas sin problemas.
Seguridad de los contenedores
La seguridad de los contenedores de software es el proceso de utilizar herramientas y políticas de seguridad para proteger todos los aspectos de las aplicaciones contenedorizadas frente a posibles riesgos.
Los principales riesgos de seguridad de los contenedores incluyen infección de malware, exposición de datos confidenciales y falta de configuración adecuada. La infección de malware puede permitir a un atacante tomar el control de la aplicación, mientras que la exposición de datos confidenciales, como contraseñas o números de tarjetas de crédito, es un riesgo latente. Además, la falta de configuración adecuada de los contenedores podría dar a los atacantes acceso no autorizado.
Para proteger los contenedores de software, es fundamental implementar una serie de medidas de seguridad. Esto incluye la verificación de la seguridad de las imágenes y los contenedores en la cadena de suministro, la garantía de que la infraestructura utilizada para ejecutar los contenedores sea segura y la protección de los contenedores durante su tiempo de ejecución.
En este sentido, existen diversas herramientas y políticas de seguridad que pueden emplearse para salvaguardar los contenedores de software. Entre estas herramientas se encuentran las de escaneo de vulnerabilidades, análisis de código estático y análisis de código dinámico, todas destinadas a garantizar la seguridad de los contenedores y las aplicaciones que contienen. La seguridad en contenedores es esencial en un entorno donde la eficiencia y la agilidad no deben comprometer la integridad y la protección de los sistemas.
Contenedores de software o máquina virtual, ¿qué es mejor?
En la virtualización tradicional, ya sea en un entorno local o en la nube, se emplea un hipervisor para virtualizar el hardware físico. Cada máquina virtual incluye un sistema operativo invitado, una réplica virtual del hardware necesario para que ese sistema operativo funcione, además de la aplicación en sí y todas sus bibliotecas y dependencias asociadas.
Los contenedores no virtualizan el hardware subyacente, sino que se enfocan en virtualizar el sistema operativo, generalmente basado en Linux. Esto significa que cada contenedor individual alberga únicamente la aplicación, sus bibliotecas y las dependencias necesarias. La ausencia de un sistema operativo invitado es la razón por la cual los contenedores son tan ligeros, lo que se traduce en su rapidez y portabilidad.
Si se requiere aislamiento completo, ejecución de diferentes sistemas operativos o una capa adicional de seguridad, las máquinas virtuales pueden ser la elección adecuada. Sin embargo, si se prioriza la eficiencia, la velocidad de arranque, la portabilidad y la escalabilidad, los contenedores son la mejor opción. En muchos entornos, se utilizan tanto VM como contenedores, dependiendo de los requisitos específicos de cada aplicación y el equilibrio entre aislamiento y eficiencia
Aplicaciones de los contenedores de software
Los contenedores de software tienen una amplia gama de aplicaciones queresultan valiosos en muchas industrias.
Desarrollo de software y entrega continua (CI/CD)
Las tecnologías como Docker y Kubernetes son esenciales en entornos de desarrollo y CI/CD para garantizar la consistencia y la portabilidad de las aplicaciones.
Despliegue de aplicaciones en la nube
Los contenedores permiten una gestión eficiente de recursos y escalabilidad. Plataformas en la nube como Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP) y Microsoft Azure ofrecen soporte nativo para contenedores.
Microservicios y Arquitectura Orientada a Servicios (SOA)
Los contenedores son una base sólida para la implementación de arquitecturas de microservicios y SOA. Facilitan la división de aplicaciones en componentes pequeños y manejables, lo que mejora la escalabilidad y la modularidad.
Aplicaciones empresariales y legacy
Las organizaciones utilizan contenedores para modernizar aplicaciones empresariales y legadas. Esto permite que las aplicaciones heredadas se ejecuten en entornos más modernos y sean más fáciles de gestionar y mantener.
Seguridad y cumplimiento
Los contenedores también tienen aplicaciones en el campo de la seguridad y el cumplimiento. Se pueden utilizar para aislar aplicaciones críticas, lo que reduce la superficie de ataque y ayuda en la protección de datos sensibles.
Economía de servidores y consolidación
Las empresas pueden utilizar contenedores para ejecutar varias aplicaciones en el mismo servidor físico, lo que optimiza el uso de recursos y reduce costos operativos.
Entornos de prueba y desarrollo
Los contenedores permiten a los equipos de desarrollo y pruebas crear entornos aislados y reproducibles para probar nuevas características y aplicaciones.
Análisis de datos y big data
Los contenedores se utilizan para crear entornos aislados para tareas de análisis de datos y procesamiento de big data, lo que facilita la administración y escalabilidad de estas cargas de trabajo.
Aplicaciones de IoT (Internet de las cosas)
En el campo de IoT, los contenedores permiten la implementación de aplicaciones y servicios en dispositivos de forma eficiente y escalable.
Infraestructura como Servicio (IaaS)
Algunos proveedores de IaaS ofrecen soluciones de contenedores como servicio, lo que facilita la administración y el escalado de aplicaciones en contenedores en la nube.
Proveedores IaaS que ofrecen soluciones de contenedores como servicio
Los principales proveedores de IaaS que ofrecen soluciones de contenedores como servicio son:
Amazon Web Services (AWS)
AWS ofrece dos servicios de contenedores como servicio: Amazon Elastic Container Service (ECS) y Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS). ECS es un servicio sin servidor que permite a los usuarios ejecutar contenedores sin tener que preocuparse por la infraestructura subyacente. EKS es un servicio gestionado que proporciona una implementación de Kubernetes totalmente administrada.
Microsoft Azure
Azure ofrece dos servicios de contenedores como servicio: Azure Container Service (AKS) y Azure Container Registry (ACR). AKS es un servicio administrado que proporciona una implementación de Kubernetes totalmente administrada. ACR es un servicio de registro de imágenes de contenedores que permite a los usuarios almacenar y administrar sus imágenes de contenedores.
Google Cloud Platform (GCP)
GCP ofrece dos servicios de contenedores como servicio: Google Kubernetes Engine (GKE) y Google App Engine. GKE es un servicio administrado que proporciona una implementación de Kubernetes totalmente administrada. App Engine es un servicio completamente administrado que permite a los desarrolladores ejecutar aplicaciones web y móviles sin tener que preocuparse por la infraestructura subyacente.
Herramientas para crear y gestionar contenedores
Docker y Kubernetes son las dos herramientas más populares, aunque también hay varias alternativas.
Docker
Docker es una tecnología popular utilizada en una amplia gama de aplicaciones. Puede ser empleado en el desarrollo y pruebas, permitiendo la creación de entornos consistentes compartibles entre equipos, lo que acelera el proceso de desarrollo y reduce errores. Además, en operaciones, Docker es valioso para construir infraestructuras de TI escalables y eficientes, lo que reduce costos y mejora la agilidad de las organizaciones. Asimismo, en el ámbito de los servicios en la nube, Docker facilita la creación de servicios escalables y económicos, permitiendo a las empresas ofrecer rápidamente una amplia variedad de servicios a sus clientes.
Docker se compone de los siguientes componentes:
• Docker Engine: El corazón de Docker, este componente es el núcleo de la plataforma y se encarga de la creación, implementación y gestión de los contenedores.
• Dockerfile: Un archivo de texto que actúa como una guía para construir una imagen de contenedor, detallando los pasos y configuraciones necesarios.
• Imagen de contenedor: Un archivo que contiene todos los elementos esenciales para ejecutar una aplicación, como su código, archivos de configuración, dependencias y el sistema operativo subyacente.
• Contenedor: Una entidad de software que engloba todo lo necesario para que una aplicación funcione de manera independiente, incluyendo código, configuración, dependencias y el sistema operativo.
• Docker Hub: Un repositorio de imágenes de contenedores donde los usuarios pueden almacenar, compartir y acceder a imágenes de contenedores de manera gratuita.
Kubernetes
Kubernetes, también conocido como K8s, es una plataforma de código abierto para la automatización del despliegue, el escalado y la administración de aplicaciones en contenedores. Kubernetes agrupa los contenedores que conforman una aplicación en unidades lógicas para una fácil administración y descubrimiento.
Kubernetes ofrece diversas características que permiten a las organizaciones gestionar aplicaciones en contenedores de manera efectiva. Estas características incluyen la escalabilidad automática y flexible, la distribución en varios entornos (como centros de datos, nubes públicas y privadas), la capacidad de mantener las aplicaciones en funcionamiento en caso de fallos de nodos o contenedores, y una serie de medidas de seguridad para proteger las aplicaciones contenedorizadas.
Los componentes de Kubernetes son:
Control plane: El control plane constituye el núcleo de Kubernetes y tiene la responsabilidad de coordinar y brindar servicios a los usuarios al orquestar los contenedores.
Nodos de trabajo: Los nodos de trabajo son las máquinas que realizan la ejecución de los contenedores, permitiendo que funcionen.
Cápsulas: Un pod se conforma por un conjunto de contenedores que se ejecutan juntos en el mismo nodo, trabajando en conjunto.
Despliegues: Un deployment consiste en un conjunto de pods que se ejecutan en una agrupación de nodos, proporcionando un ambiente organizado para las aplicaciones.
Servicios: Un service es una entidad de red que expone los pods a los usuarios, permitiendo que estos accedan a los recursos de manera controlada.
Herramientas alternativas a Docker y Kubernetes
Podman: Podman es una alternativa a Docker que proporciona una interfaz de línea de comandos compatible con Docker, pero sin requerir un Daemon (proceso que se ejecuta en segundo plano).
RKT (Rocket): RKT es un motor de contenedores de código abierto que se enfoca en la simplicidad y la seguridad. Aunque su adopción es menor que Docker, sigue siendo una opción sólida.
Containerd: Containerd es el componente subyacente de Docker que gestiona la ejecución de contenedores. Se puede utilizar de manera independiente para crear y ejecutar contenedores sin la capa adicional de Docker.
OpenShift: OpenShift, desarrollado por Red Hat, es una plataforma de contenedores basada en Kubernetes que ofrece capacidades adicionales para el desarrollo, la implementación y la administración de aplicaciones en contenedores.
Nomad: HashiCorp Nomad es una herramienta de orquestación de contenedores que se centra en la simplicidad y la escalabilidad. Permite administrar la ejecución de aplicaciones y cargas de trabajo en entornos de contenedores y no contenedores.
Docker Swarm: Aunque Docker Swarm es parte de la suite de Docker, es una herramienta de orquestación que se utiliza para administrar clústeres de contenedores Docker.
LXD (Linux Container Daemon): LXD es una solución de contenedores que proporciona virtualización a nivel de sistema operativo en lugar de contenedores tradicionales. Puede ser una opción si se busca una virtualización ligera y eficiente.
Vagrant: Aunque no es una herramienta de contenedor en sí, Vagrant es una opción para la creación y administración de entornos de desarrollo virtualizados, incluyendo contenedores, máquinas virtuales y más.
Sectores de aplicación de los contenedores
En el ámbito tecnológico, los contenedores desempeñan un papel fundamental al ejecutar diversas aplicaciones, abarcando desde aplicaciones web y móviles hasta software de datos y otros tipos. Netflix aprovecha los contenedores para impulsar su plataforma de transmisión de vídeo, lo que se traduce en una escalabilidad ágil de su infraestructura para satisfacer la creciente demanda de sus usuarios.
En el sector financiero, los contenedores son esenciales para la ejecución de aplicaciones relacionadas con la banca, el comercio electrónico y otros aspectos financieros. JPMorgan Chase emplea contenedores para ejecutar sus aplicaciones de banca en línea, asegurando una experiencia de usuario uniforme y confiable para sus clientes.
En el mundo de la salud, los contenedores encuentran aplicación en la ejecución de aplicaciones destinadas a la atención médica, incluyendo registros médicos electrónicos y telesalud. La Clínica Mayo se vale de los contenedores para poner en marcha sus aplicaciones de gestión de pacientes, lo que se traduce en una atención médica más eficiente y personalizada.
En el campo educativo, los contenedores son una herramienta clave para ejecutar aplicaciones relacionadas con el aprendizaje en línea y la gestión de aulas. La Universidad de Harvard adopta los contenedores en sus aplicaciones de aprendizaje en línea, posibilitando una experiencia de aprendizaje más versátil y accesible para sus estudiantes.
En el ámbito gubernamental, los contenedores se utilizan en la ejecución de aplicaciones vinculadas a servicios públicos y seguridad nacional. El Departamento de Defensa de los Estados Unidos recurre a los contenedores en sus aplicaciones de seguridad nacional, fortaleciendo así la protección de sus sistemas informáticos ante amenazas cibernéticas.
