Básico contenedores informáticos. -Virtualizando

¡Damas y caballeros, bienvenidos! Los contenedores informáticos han revolucionado la forma en que desplegamos y gestionamos aplicaciones. Este artículo te guiará desde lo básico para iniciarte en el mundo de la tecnología de contenedores, explicando conceptos, beneficios y cómo empezar a utilizarlos.

Pegatina del logotipo de Docker, la ballena con contenedores en el lomo, sostenida con dos dedos — _{El logo de Docker representa la portabilidad y eficiencia de los contenedores informáticos. La ballena simboliza la capacidad de transporte, mientras que los contenedores en su espalda reflejan la organización y separación de sistemas, permitiendo que las aplicaciones se ejecuten en cualquier entorno sin modificaciones.}

¿Que son los contenedores informáticos?

Es una tecnología que permite empaquetar aplicaciones (y en algunos casos versiones mínimas de sistemas operativos) junto con todas sus dependencias (bibliotecas, configuraciones, archivos, etc.). Esto garantiza que se ejecute de manera consistente en cualquier entorno, ya sea en desarrollo, pruebas o producción.

A diferencia de la virtualización, los contenedores no necesitan un sistema operativo completo por instancia, lo que los hace más ligeros y eficientes en términos de consumo de recursos y velocidad de despliegue.

Característica	Contenedores	Virtualización
Aislamiento	Comparte el kernel del SO host, pero mantiene entornos separados.	Cada máquina virtual tiene su propio sistema operativo.
Consumo de Recursos	Menor, ya que no requiere múltiples sistemas operativos.	Mayor, porque cada VM necesita su propio sistema operativo y/o hipervisor.
Tiempo de Inicio	En segundos.	Puede tardar minutos.
Uso del Hipervisor	No requiere hipervisor, usa el sistema operativo base.	Necesita un hipervisor como VMware, Hyper-V, Proxmox o en un sistema operativo.
Portabilidad	Alta, ya que los contenedores pueden ejecutarse en cualquier sistema con Docker u otro tipo.	Menor, porque cada maquina virtual está ligada a su hipervisor y configuración.
Escalabilidad	Más ágil, permite crear y destruir contenedores rápidamente.	Más lento debido al peso de las VMs.
Seguridad	Menor aislamiento, ya que comparten el mismo kernel.	Mayor aislamiento, cada maquina virtual es independiente.

La virtualización

Tipos de Contenerización

Si bien Docker es la solución de contenedores más popular, utilizada para empaquetar, distribuir y ejecutar aplicaciones de manera aislada, existen otras tecnologías como:

Podman: Alternativa a Docker que permite la ejecución y gestión de contenedores sin necesidad de un daemon en segundo plano.
Kubernetes: Sistema de orquestación de contenedores diseñado para gestionar aplicaciones en clústeres a gran escala.

En DSM de Synology, la tecnología utilizada para la contenerización es Container Manager, que permite ejecutar contenedores basados en Docker y Podman.

Administración y Orquestación de Contenedores

Si bien Kubernetes es la solución líder en automatización / orquestación, existen otras herramientas complementarias que simplifican la gestión de clústeres como:

Portainer → que a través de su interfaz gráfica, que permite gestionar contenedores de manera sencilla, siendo compatible con Docker, Kubernetes y Podman.

Lista de contenedores en Portainer con adguard, portainer, tautulli y uptime-kuma en marcha

Portainer podría compararse con VMware vCenter, ya que facilita la administración de múltiples entornos desde un solo panel de control, mientras que Kubernetes desempeña un rol similar al de VMware vRealize Automation (vRA), gestionando la automatización de despliegues en entornos complejos.

Contenerización integrados en hipervisores de virtualizacion

Algunos hipervisores (de tipo 1), como VMware ESXi y Proxmox, incluyen soporte para la ejecución de contenedores en sus entornos. Sus principales características son:

Proxmox: Utiliza LXC (Linux Containers) para ofrecer una solución de virtualización ligera y eficiente, permitiendo ejecutar contenedores con menor consumo de recursos que una máquina virtual tradicional.
ESXi: Aunque está diseñado principalmente para máquinas virtuales, las versiones más recientes incluyen soporte para contenedores a través de VMware Tanzu, que permite la gestión de contenedores mediante Kubernetes dentro del entorno de virtualización.

Proxmox VE 8.2.4 con el nodo proxmox01 y una veintena de contenedores en el árbol lateral

Los Contenedores Persistentes y No persistentes

Existen dos tipos principales según la persistencia de los datos:

Los contenedores no persistentes, también conocidos como contenedores desechables, se crean y destruyen dinámicamente según la demanda. Empresas como Netflix y Spotify los utilizan para escalar automáticamente sus contenidos cuando el tráfico aumenta. Una vez que la demanda vuelve a su nivel normal, estos contenedores se eliminan automáticamente. También son ideales para entornos de pruebas, servidores de juegos y procesamiento de cargas temporales.

Ilustración de una ballena cargando un bastidor con logotipos de aplicaciones sobre el lomo

Los contenedores persistentes almacenan los datos de manera que no se pierden incluso si el contenedor se detiene o se elimina. Esto se logra mediante volúmenes de almacenamiento o sistemas de archivos compartidos. Son esenciales para bases de datos, aplicaciones web, sistemas operativos ligeros y cualquier aplicación que requiera almacenamiento a largo plazo.

Configuración del contenedor node-red en Container Manager, con el puerto 1880 y la carpeta montada

Instalación de contenedores

Después de toda la matraca de teoría que te he dado 🤣, lo mejor es pasar a la práctica.

Docker en Windows

Para tener una idea más clara y visual, podemos instalar Docker en Windows simplemente descargando e instalando Docker Desktop desde su sitio oficial.

Apartado Volumes de Docker Desktop explicando que los datos se pierden si no se usan volúmenes

Sin embargo, no lo recomiendo, ya que Docker está diseñado para ejecutarse sobre Linux, y en Windows, necesita levantar una máquina virtual ligera llamada WSL 2 (Windows Subsystem for Linux). Este proceso puede consumir una cantidad considerable de memoria RAM, lo que afecta el rendimiento del sistema.

Administrador de tareas de Windows con el proceso VmmemWSL consumiendo 1.258 MB de memoria

Limitar el uso de RAM del WSL 2 no es recomendable, ya que puede afectar su rendimiento y generar problemas al ejecutar los contenedores. Si no se cuenta con una máquina con Linux, una alternativa es utilizar una virtualización de tipo 2 con VMware Workstation. Además, algunos contenedores dependen de herramientas como Git, necesarias para su correcto funcionamiento.

Ajustes de una máquina virtual en VMware con 2 GB de memoria, dos procesadores y dos discos SATA — _{Instalando Linux en una máquina virtual y ejecutando Docker allí, conseguiremos un consumo de recursos más eficiente que con Docker Desktop en Windows.}

Docker en Linux

Usando Ubuntu, siendo el sistema operativo mas común, debemos verificar si por casualidad ya tiene Docker instalado con:

docker --version

Si no lo tenemos (como sudo / administrador), lo instaremos con:

sudo apt update && sudo apt install -y docker.io && sudo systemctl enable --now docker

Recordad que siempre debemos tener nuestro sistema actualizado, como expliqué en este artículo con:

apt-get update && apt-get upgrade -y && apt-get install -y

Una vez tengamos Docker instalado, podemos ver el mismo con:

docker ps -a

Salida de docker ps -a con dos contenedores: homeassistant en marcha y hello-world ya terminado

Contenedores básicos para empezar:

Simplemente prueben alguno de estos contenedores pegando los comandos en la terminal y luego accediendo a la dirección web correspondiente:

AdguardHome

docker run -d `
  --name adguard-home `
  -p 53:53/tcp -p 53:53/udp `
  -p 67:67/udp -p 68:68/udp `
  -p 80:80/tcp -p 443:443/tcp `
  -p 853:853/tcp `
  -p 3000:3000/tcp `
  --restart unless-stopped `
  adguard/adguardhome

Una vez instado accedes a esta dirección → http://localhost:3000

AdGuard Home abierto en localhost:3000 durante la instalación, eligiendo interfaz y puerto

Tetris:

docker run -d -p 80:80 --name=tetris bsord/tetris

Una vez instado accedes a esta dirección → http://localhost:8081

Partida de Tetris corriendo en un contenedor y abierta en el navegador en localhost:8081

Para eliminar el contenedor, podemos poner el nombre o incluso su ID. Pero antes debemos eliminarlo como se ve en la siguiente imagen:

docker rm NOMBREOIDDELCONTENEDOR

Terminal deteniendo y borrando el contenedor homeassistant con docker stop y docker rm

Curiosidades finales.

Docker es la herramienta más popular en este campo, permitiendo tanto la ejecución de contenedores efímeros como persistentes según las necesidades del usuario.
Netflix y Spotify crean y destruyen contenedores automáticamente según la demanda para optimizar recursos y evitar caídas de servicio.
Los contenedores informáticos ofrecen una solución eficiente y escalable para desplegar aplicaciones.
Contenerización → Es un término más común y derivado de “contenedor”. Se alinea con la palabra en inglés containerization y es más fácil de pronunciar.
Contenedorización → Aunque gramaticalmente válido, es menos frecuente y más largo, por lo que su uso es menos recomendado en textos técnicos.
Existen soluciones como Rancher, OpenShift y Nomad, que proporcionan herramientas adicionales para la gestión centralizada de clústeres y cargas de trabajo.