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O que é armazenamento nativo de contêineres?

Quando a maioria das pessoas ouve a palavra “contêiner”, elas tendem a pensar em armazenamento de alimentos ou caixas de metal em um navio de carga. Essa também não é uma maneira ruim de pensar em contêineres no mundo do software. Containers facilitam a execução de aplicativos em diferentes ambientes dividindo seu código de software em pacotes portáteis.

À medida que a conteinerização se torna o padrão para implantar e gerenciar aplicativos, a necessidade de soluções de armazenamento alinhadas aos princípios e à tecnologia de contêineres aumentou.

Entre no armazenamento nativo de contêineres, que permite que as organizações gerenciem seus recursos de armazenamento de maneira mais eficaz conforme suas cargas de trabalho em contêineres aumentam.

Este artigo explora o que é armazenamento nativo de contêiner; seus principais atributos, benefícios e casos de uso; as principais soluções de armazenamento nativo de contêiner; e considerações para escolher o armazenamento nativo de contêiner. 

O que é armazenamento nativo de contêineres?

O armazenamento nativo de contêineres refere-se a soluções de armazenamento especificamente desenvolvidas e otimizadas para ambientes em contêiner.

A mudança para executar aplicativos stateful (ou seja, aqueles que mantêm dados ou estado entre transações ou interações, como bancos de dados, filas de mensagens ou sistemas de arquivos), em oposição aos aplicativos stateless, impulsionou a demanda por soluções de armazenamento capazes de lidar com dados persistentes.

Os aplicativos stateful são desenvolvidos para serem executados em máquinas virtuais de longa duração ou servidores físicos onde o estado pode persistir. Containers por design, são efêmeros e stateless, tornando-os menos adequados para aplicativos stateful.

É aí que plataformas de orquestração de contêineres, como Kubernetes, entram em jogo; elas fornecem recursos como Volumes persistentes (PVs, Persistent Volumes) e StatefulSets que permitem que os contêineres tenham armazenamento persistente e identificadores de rede estáveis.

Assim, a mudança para aplicativos stateful aumentou o valor de ter soluções de armazenamento que possam se integrar perfeitamente a plataformas de orquestração de contêineres, como Kubernetes .

As principais características do armazenamento nativo de contêineres incluem:

  • Provisionamento dinâmico: O armazenamento nativo de contêineres permite o provisionamento dinâmico de recursos de armazenamento com base nas necessidades de aplicativos em contêiner. Isso permite a utilização eficiente de recursos e reduz a sobrecarga manual do gerenciamento do armazenamento.
  • Integração com plataformas de orquestração: Como mencionado anteriormente, as soluções de armazenamento nativas de contêineres podem se integrar firmemente a plataformas de orquestração de contêineres, como Kubernetes . Eles aproveitam os recursos e benefícios fornecidos por essas plataformas, como expansão automática, alta disponibilidade e implantação contínua.
  • Suporte à arquitetura de microsserviços: O armazenamento nativo de contêineres é adequado para arquiteturas de microsserviços, onde os aplicativos são compostos por serviços pequenos e independentes. Ele permite que cada microsserviço tenha seu próprio armazenamento, garantindo isolamento e flexibilidade.
  • Portabilidade e consistência: As soluções de armazenamento nativas de contêineres visam fornecer serviços de armazenamento uniformes em vários ambientes de nuvem e locais. Isso melhora a portabilidade de aplicativos em contêiner, permitindo que eles sejam executados sem problemas em diferentes infraestruturas.

Benefícios do armazenamento nativo de contêineres

Aqui estão os principais benefícios do armazenamento nativo de contêineres:

Escalabilidade aprimorada
O armazenamento nativo de contêineres permite alocação e desalocação dinâmica de armazenamento com base nas necessidades em constante mudança de aplicativos em contêiner. Isso dá suporte à expansão eficiente, garantindo que os recursos de armazenamento possam se adaptar perfeitamente às demandas em constante mudança de cargas de trabalho crescentes e em contêiner.

Desempenho aprimorado
As soluções de armazenamento nativas de contêineres são desenvolvidas e otimizadas especificamente para ambientes em contêiner. Essa especialização garante que os serviços de armazenamento sejam ajustados para as características e requisitos de aplicativos em contêiner, resultando em melhor desempenho em comparação com os sistemas de armazenamento tradicionais.

Utilização eficiente de recursos
O armazenamento nativo de contêineres minimiza a sobrecarga de recursos ao fornecer serviços de armazenamento que estão estreitamente alinhados às necessidades dos contêineres. Essa eficiência se traduz em melhor desempenho geral e capacidade de resposta do sistema.

Gerenciamento eficaz de dados
O armazenamento nativo de contêineres geralmente inclui recursos como snapshots e clonagem, permitindo um gerenciamento eficiente de dados. Esses recursos permitem a criação de cópias pontuais de dados, o que pode ser crucial para os processos de proteção, teste e desenvolvimento de dados.

Replicação de dados
Muitas soluções de armazenamento nativas de contêineres oferecem recursos de replicação de dados para aumentar a durabilidade e a disponibilidade dos dados. Isso é especialmente importante para garantir a resiliência de aplicativos stateful executados em contêineres.

Retenção de dados
O armazenamento nativo de contêineres garante que os dados persistam além da vida útil de contêineres individuais. Quando os contêineres são substituídos ou dimensionados, a infraestrutura de armazenamento subjacente garante que os dados permaneçam intactos, permitindo que os aplicativos stateful mantenham sua consistência.

Flexibilidade e portabilidade
As soluções de armazenamento nativas de contêineres geralmente oferecem flexibilidade em termos de implantação em diferentes provedores de nuvem ou ambientes locais. Essa flexibilidade é valiosa para organizações que adotam estratégias de nuvem híbrida ou com vários tipos de nuvem, permitindo que elas movam cargas de trabalho em contêiner sem problemas entre diversas infraestruturas.

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Casos de uso do armazenamento nativo de contêineres

Além dos aplicativos stateful já mencionados, aqui estão alguns outros casos de uso importantes em que o armazenamento nativo de contêineres se mostra benéfico:

Bancos de dados
Organizações que executam bancos de dados em contêiner, como MongoDB , MySQL ou PostgreSQL, podem se beneficiar do armazenamento nativo de contêiner. Esses bancos de dados frequentemente exigem armazenamento persistente para seus arquivos de dados, e o armazenamento nativo do contêiner garante que os dados sejam retidos mesmo que o contêiner do banco de dados seja reimplantado ou movido para um host diferente. Isso facilita o gerenciamento e a expansão das cargas de trabalho do banco de dados em um ambiente em contêiner.

Cargas de trabalho de Big Data
Aplicativos de Big Data, como Apache Hadoop ou Apache Spark, muitas vezes lidam com grandes conjuntos de dados que precisam ser armazenados e processados com eficiência. As soluções de armazenamento nativas de contêineres permitem que esses aplicativos tenham armazenamento escalável e persistente que pode ser facilmente gerenciado e orquestrado com cargas de trabalho em contêineres. Isso simplifica a implantação e o dimensionamento de clusters de Big Data.

Arquiteturas de microsserviços
As organizações que adotam arquiteturas de microsserviços frequentemente implantam vários serviços em contêiner que precisam se comunicar e compartilhar dados. O armazenamento nativo de contêineres fornece uma solução de armazenamento unificada que pode ser compartilhada em vários microsserviços, facilitando o compartilhamento de dados e a comunicação entre contêineres. Isso é particularmente valioso em cenários em que os microsserviços precisam acessar dados de configuração compartilhados ou conjuntos de dados compartilhados.

Computação de alto desempenho
Organizações científicas e de pesquisa que executam cargas de trabalho de computação de alto desempenho (HPC, High-Performance Computing) em contêineres exigem soluções de armazenamento rápidas e confiáveis. O armazenamento nativo de contêiner pode ser utilizado para fornecer armazenamento de alta taxa de transferência e baixa latência para aplicativos HPC, garantindo que a infraestrutura de armazenamento possa acompanhar as demandas computacionais de cargas de trabalho em contêiner.

Implantações de vários tipos de nuvem e Hybrid Cloud
Organizações com estratégias de nuvem híbrida ou com vários tipos de nuvem podem aproveitar o armazenamento nativo de contêineres para garantir armazenamento uniforme em diferentes provedores de nuvem ou ambientes locais. Essa portabilidade permite que os contêineres se movam perfeitamente entre diferentes ambientes de infraestrutura sem se preocupar com inconsistências de dados ou problemas de compatibilidade de armazenamento.

Principais soluções de armazenamento nativas de contêineres

Estas são as soluções de armazenamento nativas de contêineres mais usadas:

Kubernetes com Rook
O projeto Rook da Cloud Native Computing Foundation fornece armazenamento nativo de contêiner para clusters Kubernetes. O Rook é compatível com vários back-ends de armazenamento, incluindo Ceph, EdgeFS e NFS, permitindo que as organizações escolham a solução de armazenamento certa para suas necessidades específicas.

Armazenamento de contêiner OpenShift
O OpenShift Container Storage é uma solução desenvolvida para fornecer armazenamento nativo de contêineres para clusters Red Hat OpenShift. Ele se integra ao Kubernetes e oferece recursos como provisionamento dinâmico, snapshots e criptografia, tornando-o adequado para várias cargas de trabalho em contêiner.

Portworx by Pure Storage
A Portworx® é uma plataforma de armazenamento nativa de contêineres que fornece serviços de dados para aplicativos em contêiner. Ele foi desenvolvido para funcionar perfeitamente com orquestradores de contêineres, como Kubernetes, e é usado por organizações para gerenciar e dimensionar aplicativos stateful com requisitos de armazenamento persistentes.

Considerações para escolher o armazenamento nativo de contêineres

Escolher a solução de armazenamento nativa de contêiner certa é essencial para o sucesso dos aplicativos em contêiner. Aqui estão os principais fatores a serem considerados ao avaliar suas opções:

Compatibilidade com plataformas de orquestração de contêineres
Certifique-se de que a solução de armazenamento nativa do contêiner seja compatível com a plataforma de orquestração de contêineres que você está usando, como Kubernetes, Docker Swarm ou OpenShift. A solução de armazenamento deve se integrar perfeitamente aos recursos de gerenciamento de armazenamento da plataforma de orquestração e fornecer suporte nativo para ambientes em contêiner.

Escalabilidade
Avalie a escalabilidade da solução de armazenamento para atender às crescentes necessidades dos seus aplicativos em contêiner. Considere fatores como a capacidade de provisionar armazenamento dinamicamente, lidar com um grande número de contêineres e expandir horizontalmente para atender às demandas de armazenamento crescentes. A solução deve dar suporte aos requisitos de escalabilidade de seus aplicativos e cargas de trabalho.

Desempenho
Avalie as características de desempenho da solução de armazenamento nativa do contêiner, incluindo velocidade de leitura e gravação, latência e IOPS. Considere se a solução oferece recursos como armazenamento em cache, balanceamento de carga e otimizações para cargas de trabalho específicas de armazenamento, como bancos de dados ou processamento de Big Data.

Recursos de gerenciamento de dados
Procure recursos essenciais de gerenciamento de dados, como snapshots, backup e recuperação. Esses recursos são essenciais para garantir a integridade dos dados, facilitar a recuperação de desastres e manter a conformidade com os regulamentos de proteção de dados. Uma solução de armazenamento robusta deve fornecer mecanismos para consistência e durabilidade dos dados.

Provisionamento e automação de armazenamento
Avalie a facilidade com que a solução de armazenamento pode ser provisionada e automatizada em seu ambiente em contêiner. Os recursos dinâmicos de provisionamento e automação contribuem para a agilidade e a eficiência do gerenciamento de recursos de armazenamento para contêineres. A solução deve dar suporte ao provisionamento de armazenamento com base nos requisitos do aplicativo e se integrar às ferramentas de orquestração de contêineres para automação contínua.

Suporte de armazenamento persistente para aplicativos stateful
Considere o suporte ao armazenamento persistente e a eficácia com que a solução de armazenamento lida com os requisitos de aplicativos stateful. Verifique se a solução oferece recursos como classes de armazenamento, provisionamento dinâmico de volume e persistência de dados entre reinicializações de contêineres. Ele deve permitir que aplicativos stateful, como bancos de dados, armazenem e recuperem dados de maneira confiável.

Compatibilidade com vários tipos de nuvem e Hybrid Cloud
Avalie se a solução de armazenamento nativa de contêiner é compatível com implantações de nuvem híbrida ou de vários tipos de nuvem. Isso é importante para organizações com necessidades diversas de infraestrutura. A capacidade de mover contêineres e armazenamento associado sem problemas em diferentes ambientes de nuvem aumenta a flexibilidade e evita o aprisionamento de fornecedores.

Segurança e conformidade
Garanta que a solução de armazenamento atenda aos padrões de segurança e conformidade relevantes para sua organização. Procure recursos como criptografia em repouso, controles de acesso e integração com sistemas de gerenciamento de identidade e acesso. A conformidade com os regulamentos do setor, como GDPR ou HIPAA, é crucial para a proteção e a governança de dados.

Suporte à comunidade e ao fornecedor
Considere o nível de suporte à comunidade e ao fornecedor para a solução de armazenamento nativa de contêineres. Um forte suporte da comunidade e do fornecedor contribui para o desenvolvimento, a manutenção e a solução de problemas contínuos da solução de armazenamento. Esse suporte é essencial para resolver problemas e manter-se atualizado com novos recursos e melhorias.

Custo
Avalie o custo total de propriedade da solução de armazenamento nativa do contêiner, levando em conta taxas de licenciamento, requisitos de hardware e custos operacionais contínuos. Considere se a solução se alinha às suas restrições orçamentárias e fornece valor para os recursos e a escalabilidade que oferece.

Por que a Pure para armazenamento nativo de contêineres

O mundo do armazenamento de dados está sempre evoluindo, e a única maneira de acompanhar isso é adotar uma infraestrutura de armazenamento de dados desenvolvida para inovação e sustentabilidade.

A Portworx da Pure Storage é uma solução totalmente integrada para armazenamento persistente, proteção de dados, recuperação de desastres, segurança de dados, migrações de dados e entre nuvens e gerenciamento automatizado de capacidade para aplicativos executados no Kubernetes.

A Portworx tem vários recursos, incluindo:

  • Portworx Enterprise: Uma solução de armazenamento nativa da nuvem e definida por software para Kubernetes
  • Backup da Portworx: Um pacote Kubernetes de dados com reconhecimento de Kubernetes
  • Portworx Data Services: Uma plataforma de banco de dados como serviço (DBPaaS, Database Platform as a Service) para implantação de autoatendimento de serviços de dados modernos comuns
12/2024
Portworx on Red Hat OpenShift Bare Metal Reference Architecture
A validated architecture and design model to deploy Portworx® on Red Hat OpenShift running on bare metal hosts for use with OpenShift Virtualization.
Arquitetura de referência
33 páginas
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