En años recientes, los contenedores han ganado rápidamente popularidad gracias a la flexibilidad, la rapidez y la sencillez que ofrecen, se han convertido en una herramienta esencial tanto para programadores como para desarrolladores de software, permitiendo a estos últimos crear fácilmente entornos de desarrollo para levantar servicios necesarios para sus aplicaciones y para empaquetarlas de forma rápida y sencilla primero para que los administradores se encarguen de desplegar y gestionar luego. Gracias a estos avances es que nacieron los Contenedores como Servicio (CaaS).
Sin embargo, no todas las empresas quieren o pueden encargarse de gestionar sus propios entornos de contenedores y es aquí donde entra en escena el modelo de Contenedores como Servicio, o CaaS. Este modelo permite a los desarrolladores enfocarse en crear y lanzar aplicaciones, sin tener que preocuparse por los detalles técnicos de la infraestructura que las soporta.
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¿Qué es CaaS?
El modelo CaaS, o Contenedores como Servicio, es una forma más de servicio en la nube que permite a los clientes desplegar, administrar y escalar sus aplicaciones mediante contenedores, sin necesidad de gestionar directamente el hardware o el sistema operativo.
En este modelo, el cliente sube sus contenedores a la plataforma y ella se encarga de ejecutarlos, proporcionando los recursos necesarios como memoria RAM, CPU y conectividad de red, para redirigir el tráfico entrante hacia los contenedores correspondientes, todo de forma automática, sin que el cliente tenga que configurarlo manualmente salvo por la necesidad de definir algunos parámetros iniciales, como la cantidad de réplicas o establecer políticas de escalado por ejemplo.
Lo que hace especial a CaaS es su enfoque en los contenedores como paquetes independientes del entorno del servidor en cuanto a dependencias y ejecución, donde a diferencia de las máquinas virtuales que se puede encontrar en el modelo IaaS, los contenedores son más livianos porque solo incluyen lo estrictamente necesario para la ejecución de la aplicación, además, arrancan en segundos y permiten empaquetar una aplicación con todo lo que necesita para funcionar evitando conflictos de compatibilidad con el servidor.
Los contenedores incluyen ya las dependencias necesarias para la aplicación sin depender que en el servidor estén instaladas, esto sin dudas mejora la portabilidad entre entornos (por ejemplo, de desarrollo a producción) y facilita la implementación de arquitecturas modernas como los microservicios.
Funcionamiento de un CaaS
Cuando una aplicación tiene solo algunos pocos contenedores en un solo servidor o unos pocos servidores, aún es posible administrarlas manualmente, sin embargo, la administración de contenedores se vuelve compleja cuando se trata de miles de contenedores repartidos en cientos o incluso miles de instancias, es allí donde CaaS cobra sentido debido a que permiten gestionar contenedores a gran escala, servicios como Kubernetes, Docker Swarm o soluciones de proveedores como AWS, Google Cloud o Azure, son quienes se encargan de «orquestar» el despliegue, un término fuertemente ligado a la gestión de contenedores.
El término viene siendo una analogía de cómo un director de orquesta (CaaS) dirige a los músicos (contenedores) debido a que una aplicación moderna no es una sola pieza, sino un conjunto de piezas, habitualmente microservicios, cada uno cumple el rol de un músico, como puede ser el violinista, el pianista, el percusionista, etc., donde cada uno tiene su propio rol, su momento para entrar, su volumen y su ritmo, sin embargo, si nadie los dirigiera y todos tocan al azar y lo que se obtiene es más ruido que música.
Aquí es donde aparece el director de orquesta: ese orquestador es un software como Kubernetes que es quien marca el compás, indica cuándo debe ejecutar cada servicio (contenedor), cuántas copias debe haber de cada uno (réplicas), cómo deben comunicarse entre sí (servicios y redes), y qué hacer si un instrumento desafina (contenedor falla).
Orquestar el despliegue es, entonces, coordinar todos estos elementos para que la «sinfonía» de la aplicación suene bien: que esté disponible, funcione de forma eficiente, se adapte a la carga del momento y se recupere sola si algo falla.
El primer paso es el Empaquetado en Contenedores, esto lo realizan los desarrolladores cuando integran sus aplicaciones, lo que incluyen el código, junto con las bibliotecas y todas las dependencias necesarias para que la aplicación se ejecute.
En un segundo paso, los contenedores pasan a un Almacenamiento de Imágenes en un sistema llamado registro, como Docker Hub, aunque también puede ser privado y auto-hosteado, luego son descargados desde allí en las plataformas CaaS, las cuales ejecutan los contenedores, también pueden ser integradas con pipelines de CI/CD (Continuous Integration/Continuous Delivery).
La principal ventaja que ofrece el CaaS es el escalado, la gestión y la asignación de recursos, para responder tanto al crecimiento natural de la aplicación como para responder a picos puntuales de tráfico de manera rápida, incluso en minutos, el orquestador gestiona la comunicación y coordinación entre los contenedores, automatizando tareas como el equilibrio de carga y el escalado, cuando se requiere crecer simplemente se se instancian nuevos nodos y en ellos ejecutan nuevos contenedores, el orquestador se encarga de desplegarlos y cuando están listos para recibir tráfico, el orquestador se encargará de balancear el tráfico y comenzar a enviárselos a los nuevos contenedores.
Las aplicaciones en contenedores son portables, lo que significa que pueden ejecutarse en cualquier entorno compatible con contenedores, ya sea localmente o en la nube, y son portables gracias a que se crean a partir de imágenes inmutables, esto significa que cada vez que se ejecuta un contenedor desde esa imagen, se obtiene una copia idéntica, con el mismo sistema de archivos, configuraciones y dependencias, sin importar en qué máquina se despliegue.
Además corren en forma aislada, esto es posible porque los contenedores ya incluyen todas las dependencias necesarias, no utiliza ninguna dependencia del servidor, por lo que no habrá incompatibilidades ni podría ser afectado por ningún cambio de dependencias o paquetes en el servidor, lo que significa que no afectan la ejecución de otras aplicaciones en el mismo servidor, así mismo tampoco otras aplicaciones afectan el funcionamiento dentro del contenedor, más allá de la competencia por recursos.
Ventajas
La mayor ventaja de CaaS es la seguridad en que un contenedor, gracias a la inmutabilidad, será creado de la misma forma cada vez y correrá exactamente igual, sin importar las diferencias entre sistemas operativos y los entornos en que se ejecuten y sin necesidad de hacer ajustes en el servidor.
Esta certeza a la hora de crear los contenedores unido al hecho que se pueden ejecutar en segundos aportan agilidad, los desarrolladores pueden lanzar nuevas versiones de sus aplicaciones rápidamente, sin preocuparse por el entorno en el que correrán, también está la escalabilidad automática, que permite ajustar recursos según la demanda, si aumenta el tráfico se aumentan los nodos y los contenedores, si el tráfico baja se reducen con la misma facilidad.
Desafíos y consideraciones al adoptar CaaS
Adoptar CaaS no es simplemente apretar un botón, toma tiempo debido a que tiene curva de aprendizaje, si bien la automatización simplifica el proceso, no deja de ser importante el conocimiento técnico que se debe adquirir sobre cómo funciona por debajo para poder sacarle provecho a la tecnología, así como resolver eventuales problemas.
Principalmente el mayor desafío es que requiere un cambio en la forma de pensar los desarrolladores y un cambio en la forma que desarrollan sus aplicaciones, todo lo cual requiere conocimientos técnicos y una buena planificación, además, también hay que prestar atención a la seguridad, ya que al compartir infraestructura, una mala configuración puede exponer vulnerabilidades, ademas de que tener cuidado con quedarse atado a un proveedor, ya que cambiar de plataforma más adelante puede ser tan complicado como imposible.
CaaS vs. otras formas de servicios en la nube (IaaS, PaaS, FaaS)
Frente a IaaS (Infraestructura como Servicio), CaaS ofrece más simplicidad, reduciendo en gran media la responsabilidad de la gestión de servidores cuando se trata de servicios gestionados, sin embargo en casos autogestionados (como Kubernetes en IaaS) aún se tiene responsabilidad en la gestión, aunque generalmente el concepto de gestión cambia, debido a que se administran de forma automatizada bajo la filosofía Devops donde los servidores dejan de ser tratados como mascotas y pasan a ser tratados como ganado, los servidores se crean y descartan de forma similar a los contenedores.
Luego comparado con PaaS (Plataforma como Servicio), CaaS da más libertad para configurar tu entorno, aunque eso también significa más responsabilidad, y si lo contrastamos con FaaS (Funciones como Servicio), CaaS permite aplicaciones más grandes y complejas, mientras que FaaS es ideal para tareas pequeñas y específicas.
Casos de uso comunes
CaaS se ha convertido en una herramienta atractiva para empresas que trabajan con despliegues continuos, en estos entornos donde lanzar nuevas versiones de una aplicación de forma rápida, segura y frecuente es fundamental, gracias a las características portables e inmutables de los contenedores, CaaS permite automatizar estos despliegues sin preocuparse por diferencias entre entornos.
Uno de los casos más comunes es el desarrollo de aplicaciones basadas en arquitecturas de microservicios, donde una misma aplicación está dividida en varios servicios, como login, los pagos, las notificaciones, etc, corren en contenedores separados y CaaS permite que todas funcionen juntas como un todo, pero manteniendo independencia para actualizarlas, reiniciarlas o escalar solo las partes que lo necesiten.
También es muy utilizado en entornos de desarrollo y pruebas, donde los equipos necesitan replicar el entorno de producción para asegurarse de que el software funcionará igual en todos los casos, con CaaS, se puede levantar un entorno de pruebas idéntico al real en minutos, sin necesidad de configurar manualmente servidores o redes, esto reduce errores y mejora la calidad del software.
Otro uso común está en momentos en que es importante escalar rápidamente, por ejemplo, en una tienda en línea durante eventos especiales como el Black Friday, el tráfico puede multiplicarse en minutos, un sistema basado en CaaS bien configurado puede detectar este aumento y desplegar más contenedores automáticamente para manejar la carga, y luego reducirlos cuando la demanda baje.
Conclusión
CaaS es una herramienta que aporta una infraestructura más moderna, automatizada y centrada en el desarrollo, ideal para empresas que buscan velocidad sin perder el control, es una opción muy interesante, al abstraer la complejidad del entorno de ejecución, permite a las empresas enfocarse en lo que realmente importa: construir y mejorar sus aplicaciones más que en resolver problemas de gestión de infraestructura, ya sea que se trate de escalar automáticamente ante un pico de tráfico, desplegar nuevos servicios rápidamente o replicar entornos de prueba con precisión, CaaS ofrece una base robusta, sólida y relativamente sencilla para lograrlo.