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.