קונטיינרים - עולם המחר?

קונטיינרים - עולם המחר?
מאת: חיים חביב, 28.10.18, 06:05

הסבר הקונספט הבסיסי של הקונטיינרים, התחומים להם מתאימה פלטפורמת ה-OpenShift ותפישת הקונטיינרים, יתרונות ארכיטקטורת הקונטיינרים למשתמש, הגמישות במעברים ושינויים, האם אפשר להפעיל קונטיינרים כפולים, אחד במצב עבודה והאחר בכוננות (stand by), מה גמישות המשתמש לעבור בין עננים והאם יש ארגונים מאמצים לקונטיינרים בישראל?
 
רד האט (Red Hat) העולמית, הספקית הגדולה בעולם של פתרונות קוד פתוח, חוגגת 25 שנים להקמתה, ומתמקדת בקידום פלטפורמות מחשוב מתקדמות לעולם האנטרפרייז.
עדכון 23:25: חברת רד-האט נרכשה היום ב-34 מיליארד דולרים על ידי IBM (כמפורט כאן). 
 
דוגמא לכך היא ארכיטקטורת הקונטיינרים, שמהווה חלופה (לפחות חלקית) לכלי הווירטואליזציה, ומתמודדת על נתח שוק עצום בהיקף של 40-50 מיליארד דולרים. זו ארכיטקטורה חדשה יחסית להפעלה יעילה של משאבי מחשוב, שמבוססת על חלוקת תוכנת המערכת ליחידות נפרדות הפועלות באופן עצמאי. הארכיטקטורה החדשנית הזו כבר אומצה ע"י חברות ענק מובילות בעולם, ובהן: פייסבוק, אמזון, גולדמן סאקס ונטפליקס.
 
לאחרונה ביקר בישראל מארק קארי (Mark Curry) (בתמונה למעלה) - מנהל המוצר הראשי של Red Hat OpenShift - תשתית הקונטיינרים של החברה. קיימתי עמו לראיון בלעדי להכרת הפלטפורמה החדשה ולאפשרויות ליישומה בעולם הטלקום.
 
קארי הצטרף לחברת רד האט לפני 17 שנים. כעבור 7 שנים עבר לסיסקו לתקופה של 6 שנים, ואז שב חזרה לרד האט. בשנותיו ברד האט עסק במגוון נושאים; בסיסקו העמיק את כישוריו כארכיטקט פתרונות NFV. אז התחילו קונטיינרים להיות רלבנטיים בשוק, ורד האט הציעה לו לחזור אליה ולעסוק בנושאים אלה בסביבת ה- OpenShift - פלטפורמה חדשנית, שנועדה לפעול באתר הלקוח בענן פרטי או בענן ציבורי.
 
שאלה: האם תוכל להסביר את הקונספט הבסיסי של הקונטיינרים?
מארק קארי: "כשמסתכלים על שרת, שפועל ללא הפסקה 24/7, רואים, שבפועל מנצלים רק 20-50% מהיכולות שלו. הפתרון בא עם וירטואליזציה והרצת מערכות על פחות חומרה. היתרונות באו לביטוי ביכולות וביעילות - הגיעו ל-85-95% ניצולת, אבל החיסרון הוא, שנוספה עוד שכבה - מנות מגיעות, נכנסות לכרטיס, מקושרות למערכת ההפעלה ואז ל-Hypervisor – כך, שנוספה עוד שכבה.
 
עדיין יש מכונה וירטואלית 'שמנה', שדורשת מערכת הפעלה שלמה, וכך נדרשים יותר משאבי עיבוד (CPU) זיכרון ואחסון מכפי שצריך בפועל. בעיה אחרת היא באבטחה - יש מערכת הפעלה שלמה אותה צריך לאבטח.
 
ההתפתחות הבאה הם הקונטיינרים - הרבה יותר קטנים ממכונה וירטואלית, לא נדרש להתקין  מערכת הפעלה -  משתמשים במשאבי ה- Host עבור כל הצרכים, והקונטיינר מכיל רק את מה שדרוש עבור תפקודו, כלומר רק היישום או רק שרת Web, מספר קטן של דברים, ודריסת רגל (footprint) קטנה בהרבה. לגרעין (Kernel) עצמו יש גמישות ויכולת להחליט מה נדרש לאבטח - במרחב מוגן, תוך שימוש בכל משאבי מערכת ההפעלה של הקונטיינרים.
 
בפלטפורמת ה-Openshift מגדירים פרויקט, ואז מגדירים את כל קונטיינרי הפעילויות, למשל Web ומסד נתונים, ואת התעבורה ביניהם ולעולם החיצוני. כאשר דברים ארוזים בקונטיינרים, יש לכך יתרונות נוספים.
 
לדוגמא, כשיש קישוריות מהירה בין קונטיינרי מסד נתונים לקונטיינרי Web - כאשר עובדים עם מכונות וירטואליות, צריך להוסיף עוד משאבים, ואז יש יותר מה לאבטח ולתחזק. בסביבת קונטיינרים מבוססת OpenShift - אם צריך לתגבר את קונטיינר שרת ה-Web, אפשר להוסיף ברגע בנוחות ובמהירות כל כמות של קונטיינרים שנדרשים - אפילו אלפים, באופן שלכולם תהיה גישה מהירה למסד הנתונים.
 
בגלל מהירות ההוספה, אפשר להתאים אותה לדרישה ברגע נתון. למשל, כשכולם מגיעים בבוקר לעבודה ונכנסים לרשת - אפשר להרחיב, וכאשר מסיימים יום עבודה - לצמצם את מספר הקונטיינרים. גם במקרה של תקלה או טעות אנוש, ניתן להוריד את רוב הקונטיינרים של שרת Web, לתקן ולהעלות מחדש בין רגע קונטיינרים תקינים".
 
שאלה: לאיזה תחומים מתאימה פלטפורמת ה-OpenShift ותפישת הקונטיינרים?
מארק קארי: "אתן לך דוגמא מעולם הטלקום. VNF (פונקציית רשת וירטואלית) נעשתה בדרך כלל בחומרה כמו VPN או פיירוול. בהמשך הועבר הביצוע למכונות וירטואליות (כמו של VMware) עם OpenStack. אם יש יישום VPN עם יישום פיירוול וכו', מדובר בשרשרת שירותים. כאשר מתחברים בבוקר צריך לעבור את כולם עד שמגיעים לרשת הפנימית.
 
כל אחד מהם הוא מכונה וירטואלית, שצריך לחבר אותה ביניהן ולעולם החיצוני, ולציוד הייעודי של הארגון. כאשר עבדתי בסיסקו עשיתי זאת פעם עבור חברת טלקום גדולה באזור אסיה פסיפיק, וכל פעם שהם רצו ל'העלות' את המערכת זה ארך 15 דקות.
 
בקונטיינרים מתרכזים ב-CNF - פונקציית קונטיינר רשת, עם האפשרות לכל צוות לעבוד רק על השירות עליו הוא אחראי, באופן בלתי תלוי בצוות אחר שעובד על פרויקט אחר - הם רק מחברים ביניהם".
 
שאלה: האם תוכל לסכם את יתרונות ארכיטקטורת הקונטיינרים למשתמש?
מארק קארי: "בהחלט. אסכם לפניך את היתרונות:

• הפעלה מהירה - הקונטיינר מהווה יחידה עצמאית ואינו זקוק להתקנה על מערכת הפעלה, נוצר חסכון בזמן ההפעלה (לדוגמא: דקות בודדות בשרת וירטואלי לעומת שניות בקונטיינר);

• גמישות בפיתוח - מערכות הנבנות כקונטיינרים נבנות מיחידות נפרדות. קל יותר לעדכן כל אחת מהן בנפרד ולהוסיף יחידות חדשות;

• דחיסות - הקונטיינרים חוסכים משאבים רבים של תשתית המחשוב. בעבר, מעבד אחד הריץ מערכת הפעלה אחת. לאחר מכן, הווירטואליזציה אפשרה לבצע הפעלה של מספר מכונות על חומרה מסוימת, וכעת מדובר ביחידות קטנות אף יותר שניתן להפעיל בצורה יעילה יותר ולמצות משאבים ללא שכפול של מערכת ההפעלה.

החברות הגדולות מובילות את אימוץ הטכנולוגיה ושני שליש מהחברות, שמנסות אותה, גם מאמצות אותה. בנוסף, דחיפה רבה לשימוש בקונטיינרים מקורה באנשי הפיתוח המעוניינים ביתרונות של גמישות ומהירות הפיתוח.
 
שאלה: מה הגמישות במעברים ושינויים?
מארק קארי: "יתכן שארגון גדול רוצה לעבור בין גרסאות של יישום, ובסביבות וירטואליות צריך להעלות את הגרסה החדשה לכל המכונות הווירטואליות מחדש. בגישת הקונטיינרים ניתן לעשות זאת ע"י 'השמדה' של גרסה אחת והעלאה מהירה מאד, ממש בתוך שניות ספורות, של הגרסה המעודכנת.
 
לדוגמא, יש לי 40,000 משתמשים, כש-1,000 מהם עובדים עם גרסה אחת, ו-39,000 על גרסה אחרת. אם אני רוצה לשדרג לגרסה חדשה, אני יכול להתחיל עם ה-1,000 ולבצע את "מבחן הקנרית" (מושג שאול מעולם מכרות הפחם, בו השתמשו בציפורי קנרית לבדיקת תכולת חמצן באוויר), כדי לראות אם השדרוג תקין, ובמידה שאכן כך, ניתן להמשיך בהדרגה ובמהירות כדי להגיע לשדרוג כל 40,000 המשתמשים.
 
מי שמתזמרת בין כל הקונטיינרים האלה היא Kubernetes )מערכת קוד פתוח לאוטומציה של פריסה, סדרי גודל וניהול של קונטיינרים), שהיא אגנוסטית לרשת ולכל מה שהיא מבוססת עליו. Kubernetes שולטת בכל דבר ש-OpenShift תומכת בו. גוגל יצרה את Kubernetes כפרויקט קהילה פתוח. רד האט הצטרפה לקבוצה, והיא עתה תורמת מובילה, מס' 1 או 2 בגודלה ל-Kubernetes.
 
רד האט לא מנסה להתחרות ב-SDN (רשת מוגדרת תוכנה, Software-defined networking) עם ספקים אחרים. יש יצרני נטוורקינג ספציפיים לקונטיינרים, ורד האט לא יכולה ולא רוצה להתחרות בהם. להיפך, אנו מדברים איתם באופן רציף ומוודאים, שהם מודעים לכל מה שקורה ב-Kubernetes – אנו רוצים, שהם יצליחו".
 
שאלה: האם ליזם עסקי קל היום להקים ולהפעיל חברת מובייל בלי הרבה ציוד חומרה בארגון עצמו?
מארק קארי: "זה תלוי באפליקציה. חייבים כמות מסוימת של ציוד בצד הלקוח - נתבים וכו'. היתרון הוא, שיש על כך שליטה מלאה. לדוגמא, בצד הקצה יש ספק ענן כמו אמזון AWS, עליו מריצים את תשתית הקונטיינרים ושירותים אחרים.
 
אבל מה עם מישהו בתל אביב מול מישהו בניו יורק? ציוד קצה פיזי יכול לשכפל מה שמאוחסן ב-AWS הרבה יותר קרוב ללקוח. כך, שמצבי השימוש משפיעים על כמויות החומרה והציוד, שנדרשות פיזית אצל הלקוחות".
 
מני צרפתי, מנהל וארכיטקט פתרונות IGC ברד האט ישראל, שותף במפגש: "היום רוכשים הרבה שירותי פתרונות. הלקוחות קונים לפי הצרכים שלהם, ורבים מהם מבוססי קונטיינרים עם יתרונות על מכונות וירטואליות מבחינת דרישות חומרה, מהירות ועלות. יש חברות המעבירות פרויקטים שלמים שלהם לקונטיינרים".
 
שאלה: האם יש ארגונים מאמצים לקונטיינרים בישראל?
מארק קארי: "יש הבדלים בין ארצות מבחינת רגולציה, אבל כולם עושים בגדול אותו דבר. בתחום הטלקום יש הרבה פתרונות קנייניים, שהספקים הגדולים מוכרים ללקוחות, והם לא פתוחים, אך גם להם קונטיינרים יכולים להקל על שרשרות התהליכים. הספקים הגדולים שואפים לשמר את היתרון הקנייני שלהם, אבל גם הם רוצים לדעת שה-CNF (פונקציית קונטיינר רשת) שלהם פועלת היטב".
 
מני צרפתי: "בישראל נכנסים מהר יותר לשירותים בקונטיינרים בתחום הטלקום".
 
שאלה: מה דעתך על התקלה לאחרונה בישראל בחברת סלולר מובילה בעת נפילת המערכת במהלך שדרוג?
מארק קארי: "רד האט מתמחה בדיוק בסוג מקרים כאלה. אנשים משלמים לנו כדי לטפל דרך 'מבחני קנרית' או פרוצדורות דומות. הערך, שרוב הלקוחות מקבלים מרד האט, קשור למערכת ההפעלה וכל מה שעושים מסביב עם כלי בניית קונטיינרים ותזמור קונטיינרים. אנשים מצפים מאתנו לדחוף את גבולות Kubernetes - יותר ויותר קונטיינרים, אשכולות יותר ויותר גדולים, ולבדוק מה נופל ולטפל בכך".
 
שאלה: האם אפשר להפעיל קונטיינרים כפולים, אחד במצב עבודה והאחר בכוננות (stand by)?
מארק קארי: "התשובה חיובית. בדאטה סנטר אתה לא צריך את זה, כי אפשר 'להשבית' קונטיינר אחד ולהפעיל אחר. במכונות וירטואליות אתה נדרש להליך מורכב יותר וזה בזבוז".
 
שאלה: מה גמישות המשתמש לעבור בין עננים?
מארק קארי: "רד האט מספקת את המנגנון הטוב ביותר לכך. בדרך כלל, ספקיות ענן ציבורי לא מעוניינות, שתעבור מאחת לאחרת בקלות. רד האט מציעה לך לעבוד עם 2 ספקיות ענן באותו זמן. כך, שאם יש תקלה, או יש מבצע הדורש משאבי מחשוב בסדרי גודל גדולים, תוכל להתאים עצמך לכך מידית.
 
יש דברים, שלקוחות מעוניינים לשמור מקומית (בחצר), ודברים אחרים, שרוצים להעביר בין ספקיות ענן - אותן זה לא מעניין. אנו מטפלים בכך ומאפשרים זאת".
רוצים לדעת יותר?
2 מסלולים ל-OpenShift שובצו השנה בפורום רד האט, במסגרת הכנס השנתי של רד האט ישראל, שיתקיים ב-12.11.18 במרכז הכנסים Avenue בקריית שדה התעופה. תחת כותרת הכנס Ideas Worth Exploring, יוצג נושא האבטחה בקונטיינרים, ותתקיימנה הדגמות של OpenShift ב"חיים האמתיים", שבישראל היא סטנדרט דה פקטו בבנקאות ובמגזר הביטחוני. כך, צפויה הצגה של צה"ל בפורום פתרון משולב של OpenStack ו-OpenShift. פרטים נוספים והרשמה לאירוע (בחינם) - כאן.