Cloud-Container: Vir­tua­li­sie­rung und Ent­wick­lung von An­wen­dun­gen in der Cloud

Cloud-Container vir­tua­li­sie­ren Be­triebs­sys­te­me inklusive aller Ab­hän­gig­kei­ten und funk­tio­nie­ren so völlig isoliert von anderen An­wen­dun­gen. Dank ihrer Fle­xi­bi­li­tät und res­sour­cen­scho­nen­den Bauweise sind sie für viele Un­ter­neh­men eine Über­le­gung wert.

Was sind Cloud-Container?

Cloud Computing spielt für zahl­rei­che Un­ter­neh­men eine immer größere Rolle. Die Vorteile der Arbeit in einer Cloud sind zahlreich und viel­fäl­tig und reichen von immensen Kos­ten­er­spar­nis­sen über mehr Fle­xi­bi­li­tät bis zum größeren Angebot an Software, Speicher oder Servern. Neben her­kömm­li­chen Cloud-Lösungen setzen viele große Firmen wie Google oder Microsoft immer öfter auch auf Cloud-Container. Deren Anzahl wird pro Un­ter­neh­men auf mehrere Mil­li­ar­den pro Woche geschätzt – eine gi­gan­ti­sche Zahl, die sich durch die zahl­rei­chen Vorteile der Technik erklären lassen. Bevor wir diese al­ler­dings näher be­leuch­ten, be­ant­wor­ten wir zunächst die Frage, was Cloud-Container ei­gent­lich genau sind.

Cloud-Container sind abstrakte und ei­gen­stän­di­ge Software-Einheiten, die ein be­stimm­tes Be­triebs­sys­tem vir­tua­li­sie­ren. Die gesamte In­fra­struk­tur – bestehend u. a. aus CPU, Arbeits- und Da­tei­spei­cher, Bi­blio­the­ken sowie sämt­li­chen Netz­werk­ver­bin­dun­gen – kann dabei selbst­stän­dig genutzt werden. Der Cloud-Container funk­tio­niert völlig isoliert und losgelöst von anderen An­wen­dun­gen oder Con­tai­nern. Lediglich der Zugriff auf den Kernel des Host­sys­tems muss dafür ge­währ­leis­tet sein. Die einzelnen Cloud-Container sind nicht nur besonders res­sour­cen­scho­nend, sondern können auch auf einen be­stimm­ten Workload ab­ge­stimmt werden, ohne dass das gesamte System angepasst werden muss. Die An­wen­dun­gen innerhalb eines Cloud-Con­tai­ners lassen sich pro­blem­los in andere Um­ge­bun­gen migrieren – wie ein Fracht­con­tai­ner, der das Schiff wechselt.

Wie funk­tio­nie­ren Cloud-Container?

Die Funk­ti­ons­wei­se von Cloud-Con­tai­nern ent­spricht wei­test­ge­hend ge­wöhn­li­chen Con­tai­nern, die bei­spiels­wei­se im Bereich der Software-Ent­wick­lung bereits seit vielen Jahren ein­ge­setzt werden. Jeder Cloud-Container vir­tua­li­siert eine eigene In­fra­struk­tur, basierend auf dem Be­triebs­sys­tem, auf dem er auf­ge­setzt wird. Der Cloud-Container enthält dafür nicht nur sein eigenes vir­tu­el­les System, sondern auch sämtliche Ab­hän­gig­kei­ten, die Kon­fi­gu­ra­ti­on und Bi­blio­the­ken. Diese bilden zusammen ein Container-Image, das durch die Container-Engine aus­ge­führt werden kann. Auch eine Migration in eine andere Umgebung ist dadurch pro­blem­los möglich. Jeder Cloud-Container ist völlig isoliert von anderen An­wen­dun­gen.

Innerhalb einer Cloud können dadurch zahl­rei­che Cloud-Container un­ter­ge­bracht werden, die sich lediglich denselben Be­triebs­kern teilen. Die einzelnen Dateien bleiben dadurch besonders schlank. Der Host stellt außerdem sicher, dass der Zugriff eines einzelnen Cloud-Con­tai­ners auf die phy­si­schen Res­sour­cen des Systems begrenzt bleibt. Dadurch kann nicht ein einzelner Cloud-Container die gesamte Leistung für sich be­an­spru­chen. Kommt es zu Fehlern, ist immer nur ein Cloud-Container davon betroffen; die um­lie­gen­den An­wen­dun­gen sowie das Host-System bleiben von Problemen oder wil­lent­li­chen Än­de­run­gen unberührt. Bei der Migration werden auch sämtliche Ab­hän­gig­kei­ten mit­ge­nom­men, sodass keine erneute Kon­fi­gu­ra­ti­on nötig ist.

Wofür werden Cloud-Container ein­ge­setzt?

Es gibt grund­sätz­lich sehr viele An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten für Cloud-Container. Ihre Bauweise und Ei­gen­schaf­ten machen sie zur idealen Lösung für zahl­rei­che Workloads. Zu den gän­gigs­ten An­wen­dungs­fäl­len gehören folgende:

• Cloud­na­ti­ve An­wen­dun­gen: Cloud­na­ti­ve An­wen­dun­gen pro­fi­tie­ren von Cloud-Con­tai­nern, da diese einen sehr geringen Res­sour­cen­ver­brauch haben. So ist es möglich, sehr viele Cloud-Container in einer vir­tu­el­len Maschine zu hosten und diese sehr dicht am Be­triebs­sys­tem zu plat­zie­ren.
• Hybrid Cloud und Multi Cloud: In einer Hybrid Cloud werden Cloud-Container dafür verwendet, Workloads in un­ter­schied­li­chen Um­ge­bun­gen aus­zu­füh­ren. Der Wechsel von einer Cloud in eine andere ist pro­blem­los möglich, da der Cloud-Container alle not­wen­di­gen Elemente bereits mit sich führt. Gleich­zei­tig erlaubt diese Ar­beits­wei­se eine bessere Übersicht für Admins über alle Be­reit­stel­lungs­or­te. Auch in einem Multi-Cloud-Ansatz kann dies för­der­lich sein.
• Machine Learning: Da einzelne Al­go­rith­men in un­ter­schied­li­chen Con­tai­nern aus­ge­führt werden können, ohne einander zu be­ein­flus­sen, ist die Technik die perfekte Umgebung für ef­fi­zi­en­tes Machine Learning.
• Mi­cro­ser­vices: Mi­cro­ser­vices sind kleinere Funk­tio­nen innerhalb einer größeren Anwendung. Ihre Aus­füh­rung sollte vor allem schnell sein und möglichst wenige Res­sour­cen benötigen. Genau diese An­for­de­run­gen erfüllt die Be­reit­stel­lung über einen Cloud-Container, da dieser besonders leicht gebaut ist.
• Migration: Wie bereits erwähnt, sind Cloud-Container ideal für die Migration, da alle Ab­hän­gig­kei­ten und die Kon­fi­gu­ra­ti­on bereits enthalten und los­ge­kop­pelt von anderen An­wen­dun­gen sind. Soll also eine Anwendung ver­scho­ben werden, eignet sich ein Cloud-Container dafür perfekt.
• Mo­der­ni­sie­rung: Da Cloud-Container immer wichtiger werden und in vielen Un­ter­neh­men bereits jetzt zum Einsatz kommen, eignet sich ihre Im­ple­men­tie­rung auch dazu, das eigene System sowie den Workflow zu mo­der­ni­sie­ren.
• Sta­pel­ver­ar­bei­tung: Auch im Bereich der Au­to­ma­ti­sie­rung von Prozessen können Cloud-Container eine wichtige Rolle spielen. Sie eignen sich für die Sta­pel­ver­ar­bei­tung, die ohne mensch­li­ches Ein­grei­fen auskommt, da ihre Ab­hän­gig­kei­ten sowie ihre Umgebung nicht extra neu definiert werden müssen.

Welche Vorteile haben Cloud-Container?

Cloud-Container bieten für die meisten Un­ter­neh­men zahl­rei­che Vorteile und sind so mit Si­cher­heit eine Über­le­gung wert. Zu den wich­tigs­ten Pro-Ar­gu­men­ten zählen:

• Fle­xi­bi­li­tät: Cloud-Container sind eine sehr flexible und auch ef­fi­zi­en­te Lösung. Durch die Isolation von anderen An­wen­dun­gen können Container-Images in­di­vi­du­ell kon­fi­gu­riert und dann genutzt werden. Auch die Migration ist sehr einfach, wodurch die Arbeit in ver­schie­de­nen Um­ge­bun­gen möglich ist.
• Geringe Kosten: Auch der Kos­ten­fak­tor sollte in jedem Fall immer mit­ge­dacht werden. Hier über­zeu­gen Cloud-Container ebenfalls. Die Ausgaben lassen sich niedrig halten und gleich­zei­tig ist die Im­ple­men­tie­rung zahl­rei­cher Container ne­ben­ein­an­der möglich.
• Platz­be­darf: Cloud-Container sind eine besonders platz­spa­ren­de Lösung. Aufgrund der Vir­tua­li­sie­rung von CPU, Speicher und Ver­bin­dun­gen nehmen die Container in der Cloud nur sehr wenig Raum ein. Auch Sys­tem­res­sour­cen werden dabei kaum be­an­sprucht.
• Ska­lier­bar­keit: Steigen die Ar­beits­las­ten, kann auch der Cloud-Container mit­wach­sen. Dies er­mög­licht Nut­ze­rin­nen und Nutzern eine sehr freie Ar­beits­wei­se und sorgt dafür, dass allen An­wen­dun­gen die nötigen Mittel zur Verfügung stehen. Dieser Ansatz funk­tio­niert ebenso an­ders­her­um, sodass bei einem sinkenden Bedarf keine Res­sour­cen unnötig gebunden werden.
• Isolation: Die Isolation der einzelnen Cloud-Container wirkt sich auch deshalb positiv aus, weil Probleme oder Fehler innerhalb eines Con­tai­ners keine negativen Aus­wir­kun­gen auf die um­lie­gen­den Container haben. So ist es möglich, An­wen­dun­gen ohne Gefahren zu testen und Bugs schneller zu iden­ti­fi­zie­ren.
• Si­cher­heit: Grund­sätz­lich sind Cloud-Container eine sehr sichere Lösung. Dazu trägt nicht nur die Isolation bei, sondern auch die Mög­lich­keit, Si­cher­heits­be­rech­ti­gun­gen für jeden Container einzeln zu de­fi­nie­ren. Die Vor­aus­set­zung für einen sicheren Umgang mit Cloud-Con­tai­nern ist al­ler­dings ein ge­wis­sen­haf­tes Ma­nage­ment.
• Ent­wick­ler­freund­lich­keit: Für Ent­wick­le­rin­nen und Ent­wick­ler sind Cloud-Container die optimale Wahl. Ent­wick­lung und Pro­duk­ti­on können in derselben Umgebung durch­ge­führt werden. Durch die einfache Migration lassen sich die An­wen­dun­gen außerdem auf un­ter­schied­li­chen Systemen testen und dem­entspre­chend op­ti­mie­ren.

Welche Software ist für Cloud-Container emp­feh­lens­wert?

Viele Provider bieten Container as a Service (CaaS) an. Diese sind je nach Ein­satz­zweck besser oder schlech­ter geeignet. Eine Lösung, die in fast jedem Umfeld über­zeu­gen kann, ist die quell­of­fe­ne Container-Plattform Docker. Docker-Container werden virtuell erstellt und enthalten in ihrem Image sämtliche Ab­hän­gig­kei­ten und Kon­fi­gu­ra­tio­nen. Wenn auch Sie diese Cloud-Container nutzen möchten, finden Sie für die ersten Ar­beits­schrit­te in unserem Digital Guide ein um­fang­rei­ches Docker-Tutorial.