What is Containerization?

Containerisierung ist eine Art der Virtualisierung, bei der alle Komponenten einer Anwendung in einem einzigen Container-Image gebündelt werden und in einem isolierten Benutzerbereich auf demselben gemeinsamen Betriebssystem ausgeführt werden können.

Container sind leicht, tragbar und eignen sich hervorragend für die Automatisierung. Infolgedessen ist die Containerisierung zu einem Eckpfeiler der Entwicklungspipelines und der Anwendungsinfrastruktur für eine Vielzahl von Anwendungsfällen geworden. Wenn Sie wissen, was Containerisierung ist und wie Sie sie sicher implementieren, kann dies Ihrem Unternehmen dabei helfen, seine Technologie-Stacks zu modernisieren und zu skalieren.

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Wie funktioniert Containerisierung?

Bei der Containerisierung werden alle erforderlichen Teile einer bestimmten Anwendung in einer einzigen Einheit virtualisiert.

Unter der Haube bedeutet das, dass Container alle Binärdateien, Bibliotheken und Konfigurationen enthalten, die eine App benötigt. Container enthalten jedoch KEINE virtualisierten Hardware- oder Kernel-Ressourcen.

Stattdessen laufen Container „auf“ einer Container-Laufzeitplattform, die die Ressourcen abstrahiert. Da Container nur die Grundkomponenten und Abhängigkeiten einer App ohne zusätzlichen Aufwand enthalten, sind sie schneller und leichter als Alternativen wie Virtuelle Maschine oder Bare-Metal-Server. Sie ermöglichen es auch, die Probleme zu abstrahieren, die mit der Ausführung derselben App in verschiedenen Umgebungen verbunden sind. Wenn Sie die zugrunde liegende Container-Engine bereitstellen können, können Sie die containerisierte Anwendung ausführen.

Containerisierung vs. Virtualisierung

Der Unterschied zwischen Containerisierung (was Containerisierungssoftware wie Docker ermöglicht) und herkömmlicher Servervirtualisierung (was Hypervisoren wie HyperV und VMware ESXi ermöglichen) kann für Uneingeweihte leicht verwirrend sein. Vereinfacht ausgedrückt läuft der Unterschied auf Folgendes hinaus:

Bei der Servervirtualisierung geht es darum, Hardware zu abstrahieren und ein Betriebssystem auszuführen. Bei der Containerisierung geht es darum, ein Betriebssystem zu abstrahieren und eine App auszuführen.

Beide abstrahieren Ressourcen, die Containerisierung ist nur eine weitere Ebene „über“ der Servervirtualisierung. Tatsächlich schließen sich Containerisierung und Servervirtualisierung nicht gegenseitig aus. Sie können containerisierte Apps auf einer Container-Engine ausführen, die in einer virtuellen Maschine bereitgestellt wird.

Die Schichten der Containerisierung

Um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, wie die Containerisierung genau funktioniert, werfen wir einen genaueren Blick darauf, wie alle Teile – von der Hardware bis zur containerisierten Anwendung – zusammenpassen.

Hardware-Infrastruktur: Bei jeder Anwendung beginnt alles mit physischen Rechenressourcen irgendwo. Unabhängig davon, ob es sich bei diesen Ressourcen um Ihren eigenen Laptop oder um mehrere Cloud-Rechenzentren handelt, sind sie ein Muss, damit Container funktionieren.
Host-Betriebssystem: Die nächste Schicht, die über der Hardware-Schicht sitzt, ist das Host-Betriebssystem. Wie bei der Hardwareschicht kann dies so einfach sein wie das Windows- oder *nix-Betriebssystem, das auf Ihrem eigenen Computer ausgeführt wird, oder vollständig von einem Cloud-Dienstanbieter abstrahiert werden.
Container-Engine: Hier wird es interessant. Container-Engines laufen auf Ihrem Host-Betriebssystem und virtualisieren Ressourcen für Container-Apps. Das einfachste Beispiel dieser Ebene ist die Ausführung von Docker auf Ihrem eigenen Computer.
Containerisierte Apps: Containerisierte Apps sind Codeeinheiten, die alle Bibliotheken, Binärdateien und Konfigurationen enthalten, die eine Anwendung zum Ausführen benötigt. Eine containerisierte Anwendung wird als isolierter Prozess im „Benutzerraum“ (außerhalb des Kernels des Betriebssystems) ausgeführt.

Die Vorteile der Containerisierung

Anhand unseres Wissens können wir erkennen, dass die Containerisierung nur das bündelt, was eine App benötigt, in einer einzigen Einheit und es ermöglicht, dass die Apps überall dort ausgeführt werden, wo die Container-Engine vorhanden ist. Vor diesem Hintergrund werden die Vorteile der Containerisierung deutlich, darunter:

Portabilität: Eine der traditionellen „Dev vs. Ops“-Herausforderungen der Vergangenheit bestand darin, warum eine bestimmte App in einer Umgebung funktionierte (z. B Inszenierung) und nicht eine andere (z Produktion). Normalerweise wurde das Problem auf einen Unterschied in den beiden Umgebungen zurückgeführt. Möglicherweise wurde beispielsweise eine andere Version einer bestimmten Abhängigkeit installiert. Die Containerisierung löst dieses Problem, da überall dieselben exakten Container-Images – einschließlich Abhängigkeiten – ausgeführt werden können.
Geschwindigkeit: Container starten in der Regel in einem Bruchteil der Zeit, die virtuelle Maschinen oder Bare-Metal-Server benötigen. Während die spezifischen Startzeiten je nach Ressourcen und Größe einer App variieren, startet der Container im Allgemeinen in Sekunden, während Virtuelle Maschine Minuten dauern kann.
Effizienz: Da Container nur das enthalten, was eine App zum Ausführen benötigt, sind sie deutlich leichter als Virtuelle Maschine. Container sind normalerweise Megabyte groß, während Virtuelle Maschine normalerweise Gigabyte groß ist. Dadurch ermöglichen Container den Teams eine effizientere Nutzung von Serverressourcen.
Einfache Bereitstellung: Da Container tragbar und leicht sind, können sie nahezu überall problemlos bereitgestellt werden. Wenn Sie die zugrunde liegende Container-Engine ausführen können, können Sie auch die containerisierte Anwendung ausführen.
Skalierbarkeit: Containerisierte Anwendungen starten schnell, nehmen nicht zu viel Platz ein und sind einfach bereitzustellen. Dadurch erleichtert die Containerisierung die Skalierung Ihrer Bereitstellung erheblich. Aus diesem Grund sind Container zu einem Eckpfeiler der Mikroservice- und Cloud-basierten Anwendung geworden.

Spezifische Anwendungsfälle für die Containerisierung

Es ist wichtig, die Vorteile der Containerisierung zu kennen, aber das Verständnis realer Anwendungsfälle ermöglicht es Ihnen, das Wissen in die Praxis umzusetzen. Hier sind einige Beispiele für beliebte Anwendungsfälle der Containerisierung:

Mikroservice: Eine Mikroservice-Architektur basiert auf der Idee, dass viele kleine, unabhängige und lose gekoppelte Dienste zusammenarbeiten. Da Container eine großartige Möglichkeit zur Bereitstellung isolierter Codeeinheiten darstellen, sind sie zum De-facto-Standard für die Bereitstellung von Mikroservice geworden.
CI/CD: Bei der kontinuierlichen Integration/kontinuierlichen Bereitstellung (CI/CD) geht es darum, zuverlässige Software schnell zu testen und bereitzustellen. Durch die Bündelung von Anwendungen in tragbare, leichte und einheitliche Codeeinheiten ermöglicht die Containerisierung eine bessere CI/CD, da Container automatisierungsfreundlich sind, Abhängigkeitsprobleme reduzieren und den Ressourcenverbrauch minimieren.
Modernisierung älterer Apps: Viele Teams verlagern veraltete monolithische Anwendungen in die Cloud. Dazu müssen sie jedoch sicherstellen, dass die App tatsächlich in der Cloud läuft. In vielen Fällen bedeutet dies, die Containerisierung zu nutzen, um sicherzustellen, dass die App überall bereitgestellt werden kann.

Kubernetes und Container

Kubernetes, auch bekannt als K8s, ist ein beliebtes Tool zur Skalierung und Verwaltung der Containerbereitstellung. Containerisierungssoftware wie Docker oder LXC fehlt die Funktionalität, um die Bereitstellung größerer Container zu orchestrieren, und K8s füllt diese Lücke. Es gibt zwar auch andere Container-Orchestrierungstools (wie Apache Mesos und Docker Swarm), aber K8s ist bei weitem das beliebteste.

Natürlich sind „Management“ und „Orchestrierung“ vage Begriffe. Was genau kann Kubernetes also? Lass uns einen Blick darauf werfen:

Rollouts und Rollbacks: Mit K8s können Sie die Erstellung und Bereitstellung neuer Container oder das Entfernen bestehender Container in einem Container-Cluster basierend auf vordefinierten Regeln zur Ressourcennutzung automatisieren.
Speicher-Mounting: Mit Kubernetes können Sie Speicherressourcen für Ihre Container automatisch mounten.
Ressourcenzuteilung: Das Ausbalancieren des CPU- und RAM-Verbrauchs im großen Maßstab ist eine herausfordernde Aufgabe. Mit K8s können Sie CPU- und RAM-Anforderungen definieren und dann automatisch die optimale Bereitstellung Ihrer Container im Rahmen der Einschränkungen Ihrer Ressourcen (Knoten) durchführen.
Selbstheilung: Mit K8s können Sie Gesundheitschecks definieren und wenn Ihre Container die Anforderungen nicht erfüllen, werden sie automatisch wiederhergestellt oder ersetzt.
Konfigurationsmanagement: K8s hilft bei der sicheren Verwaltung von Containerkonfigurationen einschließlich vertraulicher Daten wie Token und SSH-Schlüssel.
Lastausgleich: Kubernetes kann automatisch einen Lastausgleich über mehrere Container hinweg durchführen, um eine effiziente Leistung und Ressourcennutzung zu ermöglichen und Container zu sichern.

Sie denken vielleicht, dass Container „sicher“ sind, weil sie isoliert sind. Leider ist es nicht so einfach. Obwohl Container im Userspace voneinander isoliert sind, stellen Fehlkonfigurationen, Schwachstellen und böswillige Akteure Bedrohungen dar. Einfach ausgedrückt: Die Sicherung Ihrer Container ist ein Muss.

Es gibt viele spezifische Überlegungen zur Containersicherheit , die Sie bei der Containerisierung von Anwendungen berücksichtigen müssen. Beispielsweise sind die kontinuierliche Überwachung der Container-Register auf neue Schwachstellen und die Nutzung der Container- Firewall wichtige Aspekte einer umfassenden Container-Sicherheit. Darüber hinaus ist die Sicherung des Host-Betriebssystems, auf dem Ihre Container-Engine läuft, ein Muss.

Natürlich bedeutet die Sicherung einer containerisierten Anwendung, dass Sie auch die Anwendungssicherheit (appsec) ernst nehmen müssen. Das bedeutet, dass Sie Ihre Umgebung ganzheitlich betrachten, Sicherheitsprofile erstellen, Bedrohungen identifizieren und gegebenenfalls Tools wie Interactive Anwendung Security Testing (IAST)-Lösungen und Web Anwendung Firewall (WAFs) nutzen.

Containerisierungssicherheit mit Check Point

Check Point-Produkte wie CloudGuard wurden speziell für DevOps-Pipelines und Containersicherheit entwickelt. Als Branchenführer im Bereich Containerisierungssicherheit wissen wir, worauf es ankommt, um die Containersicherheit richtig zu gestalten. Um tief in die Welt der Containerisierungssicherheit einzutauchen, laden Sie noch heute unseren kostenlosen Leitfaden zur Container- und Kubernetes-Sicherheit herunter. In diesem kostenlosen Leitfaden erfahren Sie Folgendes:

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