Kontejnery
ToDo Keny (diskuse) 19. 6. 2024, 14:57 (CEST) To, že vidíte tento text, je to signálem, že se na tomhle článku stále pracuje a text není ve finální verzi
Kontejner (angl. container), je výraz ze středověké angličtiny, který vznikl kombinací podstatného jména „obsah” (angl. contain) s příponou -er, zájmenem určujícím kde se nachází (= uvnitř).
Sám o sobě výraz „kontejner” nespecifikuje o jaký obsah se jedná, ani jak vypadá, či jaké má vlastnosti. V češtině takové slovo není. Významově nejblíž k němu má „pouzdro”, nebo též „nádoba” – předměty, které rovněž mohou něco obsahovat, ale tím, že jsou spojeny s konkrétní podobou, naznačují formu obsahu. Např. nádoba patří mezi duté předměty, vhodné k uložení tekutého obsahu – láhev, hrnec, sud, atp. Kdežto účelem pouzdra je chránit obsah před poškozením.
To jak vypadá kontejner, je dáno kontextem. Sám o sobě žádnou konkrétní podobu nemá, což z něj dělá ideální IT výraz pro zapouzdřený operační systém. Umístit lze do něj cokoliv, klidně i další kontejnery. Ale všechny dohromady nemohou pojmout víc obsahu, než pojme ten, do kterého je vloženy.
Co se děje či neděje v kontejneru, nemusí být navenek zjevné – podobně jako u nádoby. U ní též nezáleží na tom, je-li uvnitř tekutina, nebo něco sypkého. U nádoby ovšem záleží také na jejím účelu, o kterém vypovídá přídavné jméno. Např. u kvasné nádoby, se může měnit za spoluúčasti živých organizmů (kvasinek) původní obsah (cukr) na jiný (alkohol + CO2). Ale u zásobnice – nádoby používané v minulosti ke dlouhodobému uskladnění obilí – bylo naopak velmi důležité, aby ani při dlouhodobém uložení neproběhly u zrna nežádoucí změny. Muselo si uchovat schopnost klíčení, aby se dalo využít jako osivo i po letech neúrody a také v ní nesmělo plesnivět, aby zůstalo poživatelné až do nové úrody.
V případě kontejnerové virtualizace, se tyto kontejnery dělí o přidělené prostředky kontejneru ve kterém se nachází. Žádný kontejner, který je součástí jiného kontejneru, tedy nemůže získat víc prostoru a výpočetní kapacity, než než má k dispozici. Názorným příkladem je Matrjoška (tradiční ruská dřevěná hračka). Každá co je uvnitř jiné, je menší a menší. Pokud bychom jich chtěli najednou umístit víc, museli bychom zvolit takovou velikost, aby se dovnitř vešly.
Systém, běžící v rámci kontejneru, se navenek tváří stejně jako kresba, kterou na Matrjošce vidíme. Pokud by ta větší byla vyrobena z průhledného materiálu, viděli bychom – skrze nepomalovaná místa – kresbu té, co je uvnitř.
Kontejnerové stacky a sendviče
Při plné virtualizaci se pracuje s tzv. obrazem disku – „image” což mohou být data vykopírovaná 1:1 z fyzického blokového zařízení utilitou dd 1:1 do datového souboru, který se do virtuálu zpropaguje jako virtuální disk. Používá se u něj stejná tabulka rozdělení diskových oddílů, souborové systémy, a s daty se zachází úplně stejně jako by šlo o fyzické zařízení.
Jádro vidí systémový disk coby kompaktní hromadu datových souborů. Soubor:sandwich.png
U kontejnerové virtualizace ale není nutné emulovat blokové zařízení. Aplikace, která pracuje s obsahem kontejneru využívá služeb hostitele. Nestará se o to, odkud bere, ani kam posílá data, které se ukládají do souboru.
Nemá nejmenší tušení o tom, kolikátou datovou vrstvu matlá na „obraz” který vidí.
Vrstvy
Vrstva (angl. Layer), abstraktní pojem stejně jako kontejner, zastupuje vždy něco, co leží na něčem, resp. nad něčím. Na to jak vypadá má vliv to, je-li základem transparentní (průhledný) materiál, nebo ne.
Je-li neprůhledný, je pro povrchový vzhled podstatné jen to co je nahoře, bez ohledu na to, kolik vrstev na sobě leží, protože ta horní zakryje vše co bude pod ní.
Použijeme-li ale transparentní materiál, na který budeme malovat neprůhlednými barvami. Bude mít na výsledný vzhled vliv každá vrstva. Nejenom ta co leží nahoře. A výsledkem je iluzorní obraz, který bude jiný, pokud dáme na sebe více vrstev v jiném pořadí. A to je princip sendviče.
Soubor transparentních vrstev, u kterého nelze měnit pořadí, protože je vyšší vrstva závislá na tom co je pod ní, je tzv. stoh vrstev (angl. stack). Když jejich pořadí obrátíme, spadne – stejně jak obloha z chlebíčku. Ale sendvič (angl. sandwich) má svůj chutný obsah mezi dvěma chleby, takže ho můžeme obracet jak chceme a pořadí jeho vrstev libovolně měnit.
Pro ilustraci jsem vytvořil schematický obrázek, na kterém chci demonstrovat, proč je sendvič lepší nežli stack.
Při popisu použiju následující konvenci – 1-4 pořadí obrázků zdola nahoru, R (vpravo – right), L (vlevo - left).
Obrázek 1L představuje to, jak vidí souborový systém aplikace v kontejneru.
Ten se ale ve skutečnosti skládá z více vrstev. V tomto případě jsem pro vizualizaci rozdílů použil tří barev. V zelené vrstvě G (green) na pozici 1R , jsou soubory ze staré distribuce. Na obrázku 2L vidíme, co by měl kontejner k dispozici, pokud bychom mu nabídli jen tuto vrstvu.
V modré vrstvě B (blue), jsou soubory distribuce nové, aktualizované. Na obrázku 3L vidíme, že se toho docela dost mění. Ale co se nemění, jsou konfigurační soubory, které jsou klíčové, proto jsou v samostatné vrstvě žluté Y (yellow), spolu se soubory, které se musí v kontejneru vyskytovat vždy!
Jak je zřejmé z obrázku na pozici 4R, z hlediska objemu dat tahle vrstva není velká, ovšem pokud bychom do kontejneru poslali jenom tu, systém by nefungoval, poněvadž by postrádal většinu z toho co potřebuje k životu.
Pokud překryjeme starou vrstvu G novou vrstvou B, vypadá to schematicky stejně jako na obrázku 3R a přidáme-li navrch vrstvu Y, získáme hotový sendvič G-B-Y (na pozici 5R), který můžeme podávat do kontejneru i na klientské stanice.
Ale co když se ukáže aktualizovaná verze distribučního software problémová? U stacku by nezbylo nic jiného, než se vrátit k původní sestavě G-Y a chybějící aplikace z distribuce nové doinstalovat zvlášť tak jak je naznačeno na obrázku 2R.
U sendviče není problém. Stačí minutka a servírujeme sendvič B-G-Y. Mohli bychom ho také obrátit celý vzhůru nohama, ovšem pak bychom „přeplácli” své konfigurační soubory jejich distribučními verzemi a dopadlo by to jako na obrázku 5L, což je stav, který pravděpodobně nikdo nechce.
Změnou pořadí vrstev sestavených sendviče lze kouzlit.
- Můžeme kombinovat několik konfiguračních vrstev a „servírovat” víceméně identický systém do různých lokalit.
- Můžeme kombinovat několik aplikačních vrstev a provozovat souběžně starší verze aplikací novějšími.
- Můžeme kombinovat specializované vrstvy, specifické pro různé nasazení. Např. podle HW vybavení strojů.
- Můžeme nahrazovat starší verzi distribuce novější, a tím zachovat přístup k distribučním aplikacím, které byly z novější verze distribuce vyřazeny kvůli nesplněným závislostem.
Atd. atd.
