Apa itu CaaS – Kontainer sebagai Layanan?

Pada artikel ini, kita akan membahas tentang Containers as a Service (CaaS). Salah satu model cloud yang lebih baru namun kuat. Anda akan belajar tentang fungsionalitas intinya, pro dan kontra, perbandingannya dengan model cloud lainnya, dan cara menerapkan aplikasi sederhana menggunakan kontainer.

Hal-hal Penting yang Dapat Dipetik

• CaaS memfasilitasi pengembangan dan penerapan tanpa batas dengan fungsi bawaan.
• CaaS menawarkan skalabilitas dan portabilitas yang tinggi, sehingga mengurangi ketergantungan pada vendor.
• Keterbatasan CaaS termasuk potensi risiko keamanan dan kurva pembelajaran yang curam.

Apa yang dimaksud dengan Kontainer sebagai Layanan?

Definisi CaaS adalah Containers as a Service adalah model komputasi awan yang memungkinkan pengembang untuk mengunggah, membangun, menskalakan, dan mengelola kontainer.

Kontainer DevOps adalah paket eksekusi mandiri yang ringan yang dapat dieksekusi yang mencakup semua yang diperlukan untuk menjalankan aplikasi. Ini terdiri dari runtime, kode, pustaka, file konfigurasi, dan banyak lagi. Container sangat portabel, berukuran kecil, dan efisien.

Dengan memanfaatkan CaaS, pengembang dan tim operasi TI tidak perlu khawatir tentang infrastruktur yang mendasarinya. Sebaliknya, mereka dapat berpikir pada tingkat yang lebih tinggi.

Mereka hanya perlu membuat kode aplikasi, melakukan dockerisasi, dan mendorongnya ke cloud. Penyedia layanan cloud kemudian akan menangani segala sesuatu yang lain – seperti penskalaan, penyeimbangan beban, dan pemantauan!

Selain itu, CaaS sangat baik karena mendorong pengembangan yang gesit, mendukung arsitektur layanan mikro, dan sangat berguna untuk membangun aplikasi yang sangat skalabel dengan cepat.

Apa saja fungsi inti Containers as a Service?

Tidak ada spesifikasi resmi yang akan mendefinisikan fitur apa saja yang harus disertakan dalam CaaS. Fitur-fitur tersebut berbeda dari satu vendor ke vendor lainnya. Namun demikian, fungsi paling dasar dari Containers as a Service adalah:

• Waktu proses kontainer (bertanggung jawab untuk menjalankan aplikasi dalam kontainer Anda)
• Registri kontainer (memungkinkan Anda menyimpan dan mendistribusikan citra Docker yang sudah dibangun)
• Penskalaan otomatis (menambah atau mengurangi jumlah kontainer berdasarkan lalu lintas)
• Sistem CI/CD bawaan (menarik kode Anda dari sistem VCS seperti GitHub atau GitLab)
• Penyeimbangan beban (membagi lalu lintas di antara beberapa kontainer untuk kinerja yang lebih baik)
• Pemantauan & pencatatan (menyediakan kemampuan pemantauan kontainer tingkat lanjut)

Apa saja keuntungan dari Kontainer sebagai Layanan?

Pengembangan & Penerapan Lebih Cepat

Dengan menggunakan CaaS, Anda dapat secara signifikan mempercepat proses pengembangan dan penerapan perangkat lunak Anda. Kontainer memudahkan pengembang yang baru bergabung untuk menyiapkan lingkungan pengembangan lokal mereka. Yang harus mereka lakukan hanyalah menjalankan satu atau dua perintah daripada menginstal banyak dependensi atau mengutak-atik pengaturan OS.

Selain itu, setelah proyek Anda terkontainerisasi, proyek Anda dapat dengan mudah digunakan ke vendor CaaS mana pun.

Efisiensi Sumber Daya

Kontainer memiliki sifat yang ramah sumber daya. Container dirancang untuk memanfaatkan sumber daya sistem secara efisien seperti CPU, memori, dan penyimpanan. Dengan kontainer, Anda umumnya dapat menjalankan lebih banyak aplikasi dengan sumber daya sistem yang lebih sedikit. Dibandingkan dengan VM, kontainer lebih dioptimalkan sumber dayanya.

Portabilitas

Aplikasi dalam container sangat portabel karena tidak bergantung pada sistem operasi atau perangkat keras yang mendasarinya. Dengan menggunakan CaaS, Anda tidak akan pernah mengalami masalah “ini berjalan di mesin saya” lagi.

Selain itu, kontainer menghilangkan risiko penguncian vendor. Jika Anda tidak puas dengan vendor saat ini, Anda dapat dengan mudah beralih dari satu vendor ke vendor lain tanpa banyak memodifikasi kode Anda.

Skalabilitas

Kontainer yang dikombinasikan dengan perangkat lunak orkestrasi seperti Kubernetes sangat terukur. Sebagian besar vendor CaaS memiliki kemampuan penskalaan otomatis bawaan, penyeimbangan beban, dan banyak lagi. Hal ini memungkinkan mereka untuk mengakomodasi lalu lintas apa pun dan dengan cepat menurunkan skalanya begitu lonjakan lalu lintas berakhir.

Pengoperasian yang Disederhanakan

CaaS menjembatani kesenjangan antara lingkungan pengembangan dan produksi. Selain itu, CaaS menyederhanakan proses DevOps dengan menawarkan sistem CI/CD bawaan, yang terintegrasi dengan sistem VCS Anda.

Yang terbaik dari semuanya, CaaS akan memungkinkan Anda untuk memangkas biaya yang signifikan karena Anda tidak memerlukan teknisi SysAdmin atau DevOps.

Apa saja batasan dari Containers as a Service?

Masalah Keamanan

Kontainer menawarkan isolasi dan keamanan yang lebih rendah daripada VM karena mereka berbagi kernel sistem yang sama. Hal ini dapat menjadi potensi risiko keamanan. Jika Anda menjalankan proses kontainer Docker sebagai root, peretas dapat keluar dari kontainer dan mengambil kendali atas sistem host.

Kurangnya Kontrol

Platform CaaS biasanya menawarkan tingkat kontrol yang lebih rendah dibandingkan dengan model cloud lainnya. Pelanggan tidak dapat menyesuaikan mesin yang digunakan untuk menjalankan kontainer mereka atau mengonfigurasi bagaimana aplikasi mereka harus diskalakan.

Kurva Pembelajaran

Model Containers as a Service lebih menantang daripada PaaS atau BaaS. Model ini membutuhkan banyak pengetahuan teknis tentang pemrograman, teknologi kontainerisasi, Docker, dll. Model ini memiliki kurva pembelajaran yang lebih curam, tetapi menguasainya dapat membantu Anda menghemat banyak waktu dan uang.

Ketekunan Data

Kontainer dirancang untuk tidak memiliki kewarganegaraan. Mereka tidak boleh digunakan untuk menyimpan berkas, basis data, atau apa pun yang membutuhkan persistensi data. Dengan menggunakan CaaS, Anda harus menggunakan layanan pihak ketiga untuk hosting file, seperti AWS S3, Google Cloud Storage, dan lain-lain. Untuk basis data, Anda dapat menggunakan solusi basis data terkelola.

Peran apa yang dimainkan oleh Docker dan Kubernetes dalam platform CaaS?

Docker dan Kubernetes memainkan peran penting dalam sebagian besar platform CaaS.

Docker adalah platform sumber terbuka dan gratis untuk membangun, menyebarkan, menjalankan, dan mengelola kontainer. Docker dirilis pada tahun 2013 dan telah menjadi standar de facto untuk mengemas perangkat lunak dalam kontainer.

Kubernetes (kadang-kadang juga disebut sebagai K8s) adalah perangkat lunak orkestrasi. Perangkat lunak ini bekerja pada tingkat yang lebih tinggi daripada Docker. Tujuan dari Kubernetes adalah untuk memastikan bahwa cluster kontainer bekerja dengan baik bersama-sama. Kubernetes menangani penskalaan, penyeimbangan beban, mengganti kontainer yang rusak, dan lain-lain.

Bagaimana Containers as a Service dibandingkan dengan model lainnya?

Pada bagian ini, kami akan membandingkan CaaS dengan layanan komputasi awan lainnya, termasuk IaaS, PaaS, dan BaaS. Semuanya memiliki kelebihan dan kekurangan yang harus dipertimbangkan saat menerapkan proyek Anda.

Berdasarkan lapisan abstraksi, CaaS berada di antara IaaS dan PaaS (seperti yang digambarkan pada gambar di bawah).

CaaS vs IaaS

Infrastructure as a Service (IaaS) adalah model komputasi awan yang fleksibel di mana penyedia layanan awan menawarkan infrastruktur dasar dalam lingkungan yang tervirtualisasi. Ini termasuk server, penyimpanan, sistem operasi, dan jaringan. IaaS adalah opsi yang paling tidak abstrak dan memberikan klien kendali penuh atas infrastruktur mereka.

CaaS kurang fleksibel dan menawarkan tingkat kontrol yang lebih rendah daripada IaaS. Namun di sisi lain, IaaS jauh lebih mudah dikelola dan memungkinkan skalabilitas dan portabilitas yang lebih besar. Sebagai aturan praktis, gunakan IaaS jika Anda membutuhkan kontrol tingkat tinggi dan CaaS jika Anda membutuhkan cara cepat untuk menerapkan aplikasi dalam kontainer yang dapat diskalakan.

CaaS vs PaaS

Platform as a Service (PaaS) adalah layanan komputasi awan yang menyediakan alat bagi para pengembang untuk membangun dan menggunakan aplikasi mereka. PaaS memungkinkan pengguna untuk fokus pada aplikasi mereka tanpa perlu mengkhawatirkan infrastruktur yang mendasarinya. Sebagian besar penyedia PaaS memungkinkan Anda untuk menjalankan aplikasi Anda dalam satu atau dua klik!

CaaS lebih fleksibel dan terukur dibandingkan dengan PaaS. CaaS memungkinkan Anda untuk menerapkan apa saja, sementara penyedia PaaS biasanya terbatas pada beberapa bahasa pemrograman. Dalam hal alat & fitur pengembangan perangkat lunak, PaaS lebih maju. PaaS lebih cocok untuk aplikasi monolitik, sedangkan CaaS melebihi arsitektur layanan mikro.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang Platform sebagai Layanan, lihat Apa itu Paas?

CaaS vs BaaS

Backend as a Service (BaaS) adalah model komputasi awan yang sepenuhnya mengabstraksikan sisi backend sebuah proyek. BaaS dilengkapi dengan basis data, penyimpanan file, manajemen pengguna, API, SDK, notifikasi push, dan otentikasi, untuk beberapa nama. BaaS memungkinkan Anda fokus pada frontend dan logika bisnis daripada membuang-buang waktu dan uang untuk tugas-tugas pemrograman yang berulang-ulang.

CaaS dapat digunakan untuk menerapkan backend dan frontend, sedangkan BaaS sebagian besar untuk menerapkan backend. BaaS sangat mudah digunakan dan terkadang tidak memerlukan kode apa pun. CaaS, di sisi lain, membutuhkan pengetahuan teknis yang cukup tentang pemrograman, dockerisasi, dan DevOps.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang Backend sebagai Layanan, lihat Apa itu BaaS?

Apa Kontainer terbaik sebagai penyedia Layanan?

Back4app Containers

Back4app Containers adalah layanan cloud yang kuat yang menawarkan platform CaaS untuk menerapkan dan menskalakan aplikasi pada kontainer yang didistribusikan secara global.

Platform ini memungkinkan para pengembang untuk fokus pada perangkat lunak dan proses dockerisasi mereka tanpa perlu mengkhawatirkan DevOps. Platform ini memiliki sistem CI/CD bawaan, integrasi GitHub, dan mendukung penerapan tanpa waktu henti.

Yang terbaik dari semuanya, ia menawarkan paket gratis dan memungkinkan Anda untuk menjalankan aplikasi Anda dalam hitungan menit!

Amazon Elastic Container Service

Amazon Elastic Container Service (ECS ) adalah layanan orkestrasi kontainer terkelola penuh yang menyederhanakan pengelolaan dan penyebaran perangkat lunak dalam kontainer. Anda hanya perlu mendeskripsikan aplikasi dan sumber daya yang dibutuhkan, lalu AWS akan menangani sisanya.

Tidak ada biaya eksklusif untuk ECS karena ECS menggunakan layanan AWS lainnya di latar belakang. Untuk menggunakan ECS secara efektif, Anda harus terbiasa dengan ekosistem AWS. AWS juga menawarkan tingkat gratis untuk pelanggan baru.

Google Cloud Kubernetes

Google Cloud Kubernetes (GKE) adalah platform orkestrasi berbasis Kubernetes milik Google. Platform ini memungkinkan Anda untuk menempatkan kontainer Anda secara autopilot, sehingga Anda tidak perlu lagi mengelola node. Platform ini dilengkapi dengan aplikasi & templat Kubernetes siap pakai, kemampuan penskalaan otomatis, manajemen multi-klaster, dan masih banyak lagi!

GKE sangat berkinerja dan fleksibel, tetapi membutuhkan konfigurasi awal yang cukup banyak. Itu membuatnya tidak sesuai untuk pemula. Seperti dua opsi lainnya, Google juga menawarkan kredit gratis untuk pengguna baru.

Bagaimana cara meng-host aplikasi sederhana menggunakan kontainer?

Pada bagian ini, kita akan melihat cara membangun, mendokumentasi, dan men-deploy aplikasi web Python sederhana. Panduan ini dirancang khusus untuk Back4app Containers, tetapi langkah-langkah serupa dapat diterapkan pada penyedia CaaS lainnya.

Tujuan

1. Beri kode aplikasi.
2. Dockerize aplikasi dan mengujinya.
3. Dorong kode sumber ke GitHub.
4. Menerapkan aplikasi ke CaaS.

Aplikasi Kode

Untuk mendemonstrasikan proses penerapan, kita akan membuat API RESTful sederhana menggunakan FastAPI – kerangka kerja Python modern dan berkinerja tinggi untuk membangun API siap produksi.

Pengaturan Proyek

Mulailah dengan membuat folder khusus untuk proyek dan lingkungan virtual:

$ mkdir fastapi-example && cd fastapi-example
$ python3.9 -m venv env && source env/bin/activate

Selanjutnya, instal FastAPI dengan semua dependensinya:

$ pip install "fastapi[all]"

Menggunakan penentu ekstra akan menginstal beberapa dependensi opsional, seperti server Uvicorn, mesin templating Jinja2, dan sebagainya. Jika Anda menginginkan yang paling minimal, jangan menyertakan yang ekstra.

Buat berkas main.py dengan konten berikut ini:

# main.py

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()


@app.get("/")
async def root():
    return {"message": "Back4app Containers rocks!"}

Ini adalah aplikasi FastAPI paling dasar yang dapat Anda tulis. Kita harus mengimpor FastAPI, menginisialisasinya, dan mendaftarkan titik akhir root. Mengunjungi / seharusnya mengembalikan pesan Back4app Containers rocks!

Jalankan dan uji

Untuk menjalankan aplikasi web, Anda bisa menggunakan server Uvicorn ASGI bawaan:

$ uvicorn main:app --reload

INFO:     Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 (Press CTRL+C to quit)
INFO:     Started reloader process [9528] using WatchFiles
INFO:     Started server process [26308]
INFO:     Waiting for application startup.
INFO:     Application startup complete.  

Kami menambahkan flag --reload karena kami ingin server memuat ulang jika kami membuat perubahan pada kode sumber.

Gunakan cURL untuk mengirim permintaan GET ke root API:

$ curl http://localhost:8000/

{
    "message": "Back4app Containers rocks!"
}

persyaratan.txt

Hal lain yang perlu kita lakukan adalah membekukan semua kebutuhan ke dalam file requirements.txt. Dengan demikian, orang lain dapat dengan cepat menginstal semua dependensi yang diperlukan untuk proyek kita.

$ pip freeze > requirements.txt

fastapi==0.97.0
pydantic==1.10.9
python-dotenv==1.0.0
...

Kita akan menggunakan berkas ini untuk menginstal dependensi Python dalam proses pembangunan citra Docker.

Aplikasi Dockerize

Sebelum mengikuti langkah selanjutnya, pastikan Anda memiliki Docker di mesin lokal Anda. Cara terbaik untuk memeriksanya adalah dengan menjalankan docker --versi di terminal Anda.

Dockerfile

Untuk mendokumentasi proyek kita, kita akan menggunakan Dockerfile. Dockerfile adalah berkas teks yang berisi semua perintah yang dapat dieksekusi oleh pengguna untuk merakit citra.

Buat sebuah Dockerfile di root proyek seperti ini:

# Dockerfile

# Use Alpine Linux as the base image
# we're using it since it's tiny in size (~5 MB)
FROM python:3.9.6-alpine

# Set the working directory
WORKDIR /app

# Set environmental variables
ENV PYTHONDONTWRITEBYTECODE 1  # Prevents Python from writing out .pyc files
ENV PYTHONUNBUFFERED 1         # Keeps Python from buffering stdin/stdout

# Copy over the requirements file and install the dependencies
COPY ./requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir --upgrade -r ./requirements.txt

# Copy over the source code
COPY . .

# Expose the port
EXPOSE 80

# Run the server
CMD ["uvicorn", "main:app", "--host", "0.0.0.0", "--port", "80"]

Bacalah komentar untuk mengetahui cara kerja instruksi yang berbeda-beda.

Jangan khawatir; Anda tidak perlu menghafal semua instruksinya. Jika Anda mengalami kebuntuan, Anda selalu dapat memeriksa dokumentasi Docker. Selain itu, berkas Docker untuk sebagian besar bahasa dan kerangka kerja dapat ditemukan secara online. Anda hanya perlu menyalinnya dan menyesuaikannya dengan kebutuhan Anda.

.dockerignore

Proyek kita berisi berkas dan direktori yang tidak kita inginkan disertakan dalam citra Docker. Untuk mengabaikannya, kita dapat menggunakan berkas .dockerignore.

Buat file .dockerignore di root proyek:

# .dockerignore

.git/
.idea/
venv/

Jangan ragu untuk menambahkan file dan direktori tambahan.

Membangun, menjalankan, dan menguji

Sebelum men-deploy kode Anda ke CaaS, pastikan proyek Anda berhasil dibangun dan berjalan di mesin Anda.

Mulailah dengan membangun citra Docker:

$ docker build -t fastapi-example:1.0 .

Ikhtisar argumen:

1. -t fastapi-contoh:1.0 menandai/menamai gambar.
2. . mendefinisikan konteks pembangunan.

Berikutnya, periksa apakah gambar berhasil dibuat:

$ docker images

REPOSITORY        TAG       ID             CREATED AT      SIZE
fastapi-example   1.0       33feac11707d   4 seconds ago   72.8MB

Setelah itu, gunakan gambar yang baru dibuat untuk membuat wadah baru:

$ docker run -p 80:80 --name fastapi-example -d fastapi-example:1.0

Ikhtisar argumen:

1. -p 80:80 mengekspos port 80.
2. --name fastapi-contohnya menamai wadah.
3. -d menjalankan kontainer dalam mode terpisah (tanpa menempati terminal).
4. fastapi-contoh:1.0 menentukan gambar apa yang akan digunakan.

Periksa wadah yang sedang berjalan:

$ docker ps

ID        IMAGE                 COMMAND                CREATED   PORTS                
e67fdeg   fastapi-example:1.0   "uvicorn main:app.."   9s ago    0.0.0.0:80->80/tcp  

Terakhir, kirimkan permintaan GET ke indeks API untuk melihat apakah Anda mendapatkan pesan:

$ curl http://localhost/

{
    "message": "Back4app Containers rocks!"
}

Untuk menghentikan kontainer, Anda dapat menggunakan perintah berikut:

$ docker kill fastapi-example

Dorong ke GitHub

Langkah selanjutnya mengharuskan Anda memiliki akun GitHub. Jika Anda belum memilikinya, silakan mendaftar. Selain itu, pastikan Anda sudah menginstal dan mengonfigurasi Git di komputer Anda.

Buat Repositori

Anda akan diarahkan ke dasbor saat Anda masuk ke akun GitHub. Gunakan tombol tambah di bagian kanan atas layar untuk melihat formulir pembuatan repositori.

Selanjutnya, berikan nama deskriptif pada repositori Anda dan klik tombol “Buat repositori”.

GitHub akan membutuhkan waktu beberapa saat untuk membuat repositori. Setelah repositori dibuat, Anda akan diarahkan ke repositori tersebut. Perhatikan “URL repositori jarak jauh”.

Kode Sumber Dorong

Selanjutnya, navigasikan kembali ke proyek lokal Anda.

Sebelum Anda melakukan kontrol versi terhadap kode Anda, sebaiknya Anda membuat file .gitignore. File .gitignore memungkinkan Anda untuk menentukan file dan direktori apa yang tidak boleh ditambahkan ke sistem kontrol versi. File ini bekerja dengan cara yang sama seperti file .dockerignore.

Buat file .gitignore di root proyek dengan konten berikut:

# .gitignore

.idea/
venv/
.env
build/

Jangan ragu untuk memodifikasi file sesuai dengan kebutuhan Anda.

Selanjutnya, buka terminal dan jalankan perintah berikut untuk menginisialisasi repositori Git lokal:

$ git init

Kemudian tambahkan semua file ke VCS dan buat komit awal:

$ git add .
$ git commit -m "my initial commit"

Terakhir, tambahkan asal GitHub jarak jauh dan dorong kode sumber ke sana:

$ git remote add origin <remote_url>
$ git push origin master

Pastikan untuk mengganti dengan URL jarak jauh dari langkah sebelumnya.

Seharusnya begitu. Jika Anda memeriksa halaman repositori GitHub sekarang, Anda akan melihat bahwa semua file berhasil ditambahkan.

Menyebarkan Aplikasi

Untuk menerapkan aplikasi ke Back4app Containers, Anda memerlukan akun Back4app. Jika Anda belum memilikinya, silakan mendaftar.

Saat Anda masuk, Anda akan melihat daftar aplikasi Anda. Klik tombol “Buat aplikasi baru” untuk menginisialisasi proses pembuatan aplikasi.

Back4app memungkinkan Anda menerapkan dua jenis aplikasi – baik Backend sebagai Layanan (BaaS) atau Container sebagai Layanan (CaaS). Karena kami menerapkan aplikasi dalam kontainer, pilihlah opsi “Kontainer sebagai Layanan”.

Jika Anda masih perlu menautkan profil GitHub dan mengimpor repositori yang telah dibuat di langkah sebelumnya. Selanjutnya, pilihlah.

Back4app Containers memungkinkan Anda untuk sangat menyesuaikan penerapan. Anda bisa mengatur cabang penerapan, direktori root, mengaktifkan penerapan otomatis, dan mengatur variabel lingkungan.

Karena kita akan menggunakan aplikasi sederhana, kita tidak memerlukan opsi-opsi ini. Anda hanya perlu mengatur “Nama Aplikasi” dan kemudian klik tombol “Buat Aplikasi”.

Back4app Containers akan membutuhkan waktu beberapa saat untuk menarik kode sumber dari GitHub, membangun image, dan menjalankan kontainer baru. Setelah aplikasi Anda siap, statusnya akan berubah menjadi “Siap”.

Ketika hal itu terjadi, Anda bisa mengklik tautan hijau di sisi kiri layar untuk membuka aplikasi Anda di peramban. Anda mungkin juga memperhatikan bahwa Back4app Containers mengeluarkan sertifikat SSL gratis untuk aplikasi Anda.

Kerja bagus, itu dia!

Kesimpulan

Kesimpulannya, Anda telah belajar tentang CaaS – salah satu model cloud native terbaik untuk arsitektur layanan mikro. Sekarang Anda telah mengetahui fitur-fitur inti, manfaat, batasan, dan vendor CaaS terbaik. Selain itu, Anda juga telah mempelajari cara men-deploy aplikasi docker sederhana ke Back4app Containers.

Kode sumber proyek tersedia di repositori back4app-containers-fastapi.

Langkah lebih lanjut

1. Lihatlah ke dalam build Multi-stage untuk meningkatkan Dockerfile Anda dan membuatnya lebih mudah untuk dipelihara.
2. Merupakan praktik keamanan yang baik untuk menjalankan proses Docker Container Anda dengan pengguna non-root.
3. Lihat dokumen Back4app Containers untuk mempelajari cara menggunakan bahasa pemrograman dan kerangka kerja lainnya.

PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKAN