Introduccion a Docker
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Docker es una plataforma de software que le permite crear, probar e implementar aplicaciones rápidamente. Docker empaqueta software en unidades estandarizadas llamadas contenedores que incluyen todo lo necesario para que el software se ejecute, incluidas bibliotecas, herramientas de sistema, código y tiempo de ejecución. https://aws.amazon.com/es/docker
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Introduccion a Docker
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- 2. Agenda ¿Por qué se usan contenedores? Administración de clústeres Beneficios Ejecución de los servicios Demostración
- 3. ¿Por qué se usan contenedores?
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- 9. Calendarizar un clúster es complicado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado Servidor SO invitado
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- 17. Amazon ECS: Calendarización Docker Tarea Instancia de contenedor Contenedor Agente de ECS ELB Internet ELB Usuario/ calendarizador API Motor de administración de clústeres Tarea Contenedor Docker Tarea Instancia de contenedor Contenedor Agente de ECS Tarea Contenedor Docker Tarea Instancia de contenedor Contenedor Agente de ECS Tarea Contenedor AZ 1 AZ 2 Almacén de clave/valor Servicio de comunicación con los agentes
- 22. Beneficios
- 23. Gestión sencilla de clústeres a cualquier escala Nada que ejecutar Estado completado Control y monitorización Escalado
- 24. Escalabilidad
- 25. Diseñado para utilizarse con otros servicios de AWS Elastic Load Balancing Amazon Elastic Block Store (EBS) Amazon Virtual Private Cloud Amazon CloudWatch AWS Identity and Access Management (IAM) AWS CloudTrail
- 26. Extensibilidad API completas Calendarizadores personalizados Agente y CLI de código abierto
- 27. Amazon ECS Docker Tarea Instancia de contenedor Amazon ECS Contenedor Agente de ECS ELB Internet ELB Usuario/ programador API Motor de administración de clústeres Tarea Contenedor Docker Tarea Instancia de contenedor Contenedor Agente de ECS Tarea Contenedor Docker Tarea Instancia de contenedor Contenedor Agente de ECS Tarea Contenedor AZ 1 AZ 2 Almacén de clave/valor Servicio de comunicación con los agentes
- 29. Definiciones de tareas Definiciones de volúmenes Definiciones de contenedores
- 30. Componentes principales: definiciones de tareas
- 31. Componentes principales: definiciones de tareas
- 32. Tareas Volumen de datos compartido Contenedores Calendarización Instancia de contenedor Definiciones de volúmenes Definiciones de contenedores
- 33. Unidad de trabajo Agrupación de contenedores 1:N Contenedores Ejecutar en instancias de contenedor Tareas
- 34. Creación de un servicio Adecuado para aplicaciones y servicios de ejecución prolongada
- 35. Creación de un servicio Balance de carga del tráfico entre contenedores Recuperación automática de contenedores que no funcionan correctamente Elastic Load Balancing Volumen de datos compartido Contenedores Volumen de datos compartido Contenedores Volumen de datos compartido Contenedores
- 36. Servicios escalables Escalado ascendente Escalado descendente Elastic Load Balancing Volumen de datos compartido Contenedores Volumen de datos compartido Contenedores Volumen de datos compartido Contenedores Volumen de datos compartido Contenedores
- 37. Actualización de servicio Implementación de nueva versión Vaciado de conexiones Volumen de datos compartido Contenedores Volumen de datos compartido Contenedores Volumen de datos compartido Contenedores nuevo nuevo nuevo Elastic Load Balancing Volumen de datos compartido Contenedores Volumen de datos compartido Contenedores Volumen de datos compartido Contenedores anterior anterior anterior
- 38. Demo
- 39. ¡Gracias! Jesús Humberto Contreras Rancurello Arquitecto de Soluciones, AWS México jesushum@amazon.com
Notas del editor
- Vamos a hablar acerca de los contenedores y por qué probablemente quieras utilizarlos. Entender para que son y como las demas personas los utilizan. Y después como puedes utilizarlos a gran escala. Hablaremos sobre Amazon ECS, que te entrega administración de clústers Y tendremos al final una demo con la CLI y también con la consola de ECS
- Los contenedores son muy similares a virtualización de hardware, por ejemplo EC2. En vez de particionar un host físico en múltiples máquinas virtuales, un contenedor aisla el proceso a ejecutar en un único sistema operativo Para hacerlo, docker utiliza algunas propiedades del kernel del sistema operativo en el que vive. Con esto crear muchos procesos basados en usuarios. Tu puedes poner límites en estos procesos como por ejemplo, cuanta memoria o CPU puede este proceso utilizar Además puedes aislar rutas del sistema, archivos o unidades de disco enteras en tu SO base para que este proceso no pueda verlas Docker provee un sistema de imágenes para que de forma sencilla puedas definir que corre en donde (por ejemplo, que versión de tu aplicación corre en qué contenedor) Todo esto puede ser auomatizado ya que, si tienes la imágen de tu aplicación puedes hacer tareas repetitivas con ella.
- Pues casi todo lo platicado me lo provee una máquina virtual. Entonces, para qué aprender docker? Existen cuatro beneficios principales: Portable: Donde sea que ejecutes tu imagen, funcionará exactamente igual. Funciona igual en tu laptop local o en tu ambiente productivo. La imagen es la versión, por lo que es mas sencilla de administrar vs todo un SO Puedes crear y recrear tus ambientes ya que es modular. Podemos hablar de microservicios al descomponer una aplicación en múltiples servicios que, en conjunto realizan una actividad completa. Cada servicio puede verse como un contenedor Los contenedores son ràpidos tanto en inicializarse pero también te permiten que tus equipos de desarrollo se muevan mas rápido en términos de implementación y mejoras La meta es descomponer la aplicación tanto como sea posible para reducir dependencia entre diferentes procesos.
- Para demostrar un poco como una arquitectura de microservicios te puede ayudar a escalar de una mejor manera y moverte mas rápido. Les tengo una historia: Amazon.com, este negocio de venta de productos en línea tenía una arquitectura monolítica hace unos 12 años. Todo, desde el servidor web hasta la interfaz de usuario, los sistemas de órdenes, el carrito de compra, el motor de recomendaciones y mucho mas… todo esto era un único código fuente enorme Existia mucha interdepencencia entre cada uno de estos “mini sistemas” y esto hacia que escalar el sitio web fuera una tarea complicadísima Para escalar mejor, Amazon hizo una descomposición de su arquitectura en servicios separados. Habilitó el uso de equipos de trabajo mas pequeños y enfocados en un servicio en particular, haciéndolos mucho mas eficientes Nuevos releases o actualizaciones podian entregarse mas rápidamente de forma independiente Esta es la arquitectura que hoy llamamos microservicios.
- Los contenedores siguen una línea natural para crear arquitecturas de microservicios Hace mucho mas sencillo modelar una aplicación y sus dependencias para empaquetarlas en algo llamado “docker file”. Al final esa “imagen” es una vesión de tu microservicio. Esta imagen puede ser guardada en un repositorio, como si fuera código fuente. Por ejemplo puedes guardarlo github o el servicio de repositorios de AWS (ECR) Así que es muy sencillo probarlo y ejecutarlo. Una nueva implementación es igual a un nuevo set de contenedores sin importar el server base Recuerden que la meta es descomponer la aplicación tanto como sea posible para reducir dependencia entre diferentes procesos.
- Utilizar la CLI de docker es muy sencillo. Podemos pasar de tener código fuente y un docker file a una imagen corriendo en muy poco tiempo Cuando estás en tu laptop, comenzar a correrlo es muy sencillo… pero cuando tienes muchas imágenes corriendo (cambio de slide)
- Y tu ambiente de microservicios comienza a verse así, probablemente estés corriendo un clúster. La administración de un clúster de contenedores no es algo trivial Necesitamos una manera de ubicar nuestros contenedores en las instancias que tienen los recursos suficientes para ejecutar las tareas de dicho contenedor Para hacerlo de manera inteligente, necesitas conocer el estado de todo en tu sistema… por ejemplo, cuales instancias en mi clúster están saludables y tienen X o Y capacidad disponible. Como saber si un contenedor ya no está funcionando o si necesita obtener datos digamos, de un servicio de balanceo de cargas. Como insertar a la ecuación herramientas de integración contínua que ya nuestros clientes utilizan? o un calendarizador de terceros? Estas son algunas de las muchas preguntas que nuestros clientes tienen todos los dias
- Y bueno, para responder algunas de esas preguntas, hablemos mas a fondo acerca de ellas.
- Algo muy importante a tener en un clúster es un manejador de recursos (o un scheduler), responsible por dar seguimiento a todos tus recursos
- Para calendarizar contenedores de la mejor manera, necesitas conocer los límites de cada recurso que conforma tu clúster, por ejemplo CPU y memoria)
- Amazon ECS provee una solución para la administración de tu clúster Básicamente se tiene un motor de administración del clúster como backend que coordina todas las instancias EC2 que conforman tu clúster ECS Si lo ves como un clúster solo es un pool de CPU, RAM y espacio en disco, listo para que tus contenedores lo utilicen.
- A estas instancias EC2 que conforman tu clúster ECS se les preinstaló un agente de ECS pero tu eres dueño de estas instancias. Incluso puedes conectarte vía ssh a ellas Este cluster es escalable. Es posible tener un cluster de una instancia o de 100 o 1000 instancias Generalmente nuestros clientes utilizan un clúster para separar ambientes (por ejemplo, Pruebas, desarrollo, QA, producción) Es bueno comentarles que este agente ECS es de código abierto. Está escrito en GO y está disponible para que ustedes lo descarguen
- Hablando mas a fondo sobre el agente de ECS, necesitamos tener una repositorio de datos en donde tener la información completa sobre el clúster: Todas las tareas que corren en las instancias Los contenedores que crean las tareas Los recursos disponibles para nuevas tareas Toda esta información se llama “estado del clúster” y se guarda en una base de datos no relacional, tipo llave/valor en AWS
- Otro dato único de la arquitectura de ECS es que nosotros desacoplamos el calendarizador de contenedores de la administración del clúster. Toda la información del clúster está disponible para el administrador a través de las APIs del calendarzador
- Como comenté hace un momento, un calendarizador provee lógica para saber como, cuando y donde inicializar y detener contenedores La arquitectura de ECS está diseñada para compartir el estado del clúster y con ello te permite ejecutar cualquier scheduler que requieras o con el que ya te sientas cómodo
- Hablando un poco mas sobre calendarización Con ECS cada calendarizador puede de forma periódica solicitar información sobre el estado del clúster Esto lo hace por ejemplo para validar que los recursos estén disponibles y/o para tomar decisiones sobre donde ejecutar una nueva tarea
- Una vez el calendarizador ejecute una acción (en este caso, coloque una tarea nueva en el clúster), va a actualizar el estado del cluster con nueva información
- Si otro calendarizador ejecutó una acción que tomó recursos que el viejo calendarizador necesitaba, la transacción será rechazada por el sistema interno de concurrencia de ECS
- Entonces, prácticamente lo que permite hacer ECS es compartir el estado del clúster para todos los calendarizadores que así lo requieran en el momento que lo requieran
- Eso suena muy padre, pero cuales son los beneficios principales que nos ofrece ECS?
- Nosotros desarrollamos ECS debido a que nuestros clientes habían estado ejecutando imágenes docker en EC2 pero era muy dificil administrarlos Ellos solicitaban una manera mas sencilla… algo como un software de administración de un clúster de docker Entonces, con ECS podemos Administrar un clúster de instancias EC2 Conocer el estado del clúster en cualquier momento Monitoreo granular Escalar desde uno a 100 o miles de contenedores ejecutandose
- En la gráfica mostrada podemos ver en un periodo de 3 dias, Linea azul, el número de instancias EC2 Linea verde y roja son el P99 y P50 de latencia encontrada en nuestros servicios corriendo en los contenedores que se encuentran siendo ejecutados por (en algún momento) más de 1000 instancias EC2 que conforman nuestro clúster ECS Esto demuestra que no existe aumento de latencia mientras se agregan instancias EC2 a nuestro clúster
- ECS está hecho para trabajar de manera transparente con otros servicios de AWS que probablemente ya estén utilizando, por ejemplo un balanceador de carga, almacenamiento EBS o un rol de identidad en IAM Puedes lanzar un clúster dentro de tu VPC y utilizar grupos de seguridad para controlar la red Además con Cloudtrail puedes capturar todos los accesos via API para tener análisis de seguridad y cumplimiento de auditorias. Puedes hacer seguimiento de cambios y muchas cosas más
- Hablando un poco mas sobre extensibilidad, Utilizando las APIs del servicio encontrarás comandos como “listar, describir o ejecutar”, mismas que pueden sonarte bastante familiares si ya utilizas EC2 Como hemos comentado, puedes utilizar cualquier calendarizador debido a las APIs abiertas del servicio Y recapitulando, el agente de ECS y la CLI es de código abierto.
- Para sumarizar todo lo que hemos platicado, ECS te permite pasar de la idea a la ejecución muy rápido cuando hablamos de sistemas altamente distribuidos y microservicios Asi que, si quieres un cluster de contenedores sin necesidad de administrar el clúster tu mismo, ECS es la respuesta
- Y hablando de servicios, como se ejecutan en Amazon ECS?
- Lo primero que debemos hacer es modelar nuestra aplicación utilizando un archivo llamado Definición de tarea, o Task Definition. En esta tarea se definen los contenedores a ejecutar juntos Esta definición de tarea puede ser rastreada utilizando su nombre y número de revisión… algo así como su versión Lo importante a recordar es que: si necesitas múltiples contenedores trabajando juntos como parte de una aplicación y es necesario que todos se ejecuten en la misma instancia, debes definirlos en una definición de tarea juntos
- Para crear una definición de tarea puedes utilizar la consola para especificar la imágen de docker a utilizar para los contenedores Puedes también especificar recursos como CPU o Memoria, puertos, volúmenes Y también puedes especificar que comando ejecutar cuando el contenedor se inicializa Al final podemos ver un checkbox que dice “Esencial”. Esta le dice a la tarea si debería o no fallar si este contenedor deja de ejecutarse
- Tambien puedes declarar tus variables en json o en docker compose si así lo requieres
- Una vez que tu definición de tarea haya sido creada, puedes calendarizarla a una instancia que tenga recursos disponibles para ejecutarla Una vez la hayas calendarizado, esa definición de tarea se convierte en una tarea en ejecución, o simplemente, una tarea
- Es la unidad mínima de trabajo en ECS. Puedes tener una tarea que tenga un único contenedor o hasta 10 contenedores que trabajan juntos en una única instancia EC2 dentro de un clúster de ECS Por ejemplo, imagínate que necesitas una aplicación que necesita nginx, rails y redis ejecutándose juntos. Pues tendras que crear una definición de tarea con esos tres contenedores y cuando la calendarices, esta se convertirá en una tarea en ejecución Tu puedes correr tantas tareas como quepan en tu instancia y para ello debes cuidar la utilización de CPU y Memoria de tu clúster
- Esta es la manera de crear un servicio en la consola de aWS Simplemente tienes que referenciar tu definición de tarea y elegir el número de veces que esta definición sea ejecutada También puedes definir un ELB (que en este caso será un application load balancer, para poder balancear entre puertos)
- El número de tareas dentro de tu servicio se parece mucho a un grupo de autoescalado. Tiene una capacidad deseada por lo que ECS mantendrá el número de tareas en ejecución como tu lo hayas configurado Si una tarea falla, el servicio automáticamente ejecutará una nueva tarea hasta llegar al número de tareas deseadas
- Y al igual que la capacidad deseada, podemos jugar con el número de tareas dependiendo de lo que necesite nuestra aplicación como si fuera un grupo de autoescalado en EC2. Podemos agregar y retirar tareas dependiendo de alarmas configuradas
- Además, podemos por medio de APIs podemos desplegar nuevas versiones sin afectar a nuestros usuarios por medio de técnicas como vaciado de conexiones. También existen opciones para hacer depliegue total o parcial