1. ¿Qué es un contenedor?

Temas del programa: 4.1.1

Una primera definición

Un contenedor es un entorno de ejecución aislado para uno o varios procesos que utilizan un conjunto definido de archivos y dependencias

En el caso habitual de contenedores Linux

Los procesos se ejecutan utilizando el kernel Linux disponible en su entorno de ejecución
El aislamiento se implementa mediante mecanismos del sistema operativo
Los archivos necesarios para ejecutar la aplicación se proporcionan mediante una imagen y sus capas

Una aplicación puede dividirse

                  APLICACIÓN

       ┌────────────┼────────────┐
       ▼            ▼            ▼

    Frontend       API       PostgreSQL

   contenedor   contenedor   contenedor

Cada componente puede tener su propio ciclo de vida y configuración

Separar componentes es una decisión de arquitectura y no una obligación para todas las aplicaciones

Una analogía para comenzar

Imagina una mudanza

ANTES

Ropa
Libros
Herramientas
Documentos

Todo mezclado

DESPUÉS

Caja 1 → libros
Caja 2 → herramientas
Caja 3 → documentos

Cada caja organiza los elementos que deben trasladarse juntos

Los contenedores ayudan a empaquetar y ejecutar software con sus archivos necesarios

La analogía tiene un límite

Una caja es un objeto físico

Un contenedor es un entorno de ejecución que el sistema operativo administra

Aplicación
    │
    ▼
Proceso aislado
    │
    ▼
Sistema operativo

La analogía ayuda a comprender la idea de organización y aislamiento pero no describe el funcionamiento interno

Contenedor y máquina virtual

Máquina virtual

Virtualiza hardware

Ejecuta un sistema operativo invitado con su propio kernel

Contenedor Linux

Aísla procesos

Comparte el kernel de su entorno Linux

Arquitectura de una máquina virtual

┌───────────────────────────────┐
│ Aplicación                    │
├───────────────────────────────┤
│ Bibliotecas y dependencias    │
├───────────────────────────────┤
│ Sistema operativo invitado    │
├───────────────────────────────┤
│ Kernel del sistema invitado   │
└───────────────────────────────┘
                │
                ▼
            Hipervisor
                │
                ▼
             Hardware

Arquitectura de un contenedor Linux

┌───────────────────────────────┐
│ Aplicación                    │
├───────────────────────────────┤
│ Bibliotecas y dependencias    │
├───────────────────────────────┤
│ Archivos de la imagen         │
└───────────────────────────────┘
                │
                ▼
       Runtime de contenedores
                │
                ▼
┌───────────────────────────────┐
│ Kernel Linux compartido       │
└───────────────────────────────┘
                │
                ▼
             Hardware

La diferencia fundamental

Característica	Máquina virtual	Contenedor Linux
Unidad principal	Sistema operativo virtualizado	Procesos aislados
Kernel	Kernel propio del invitado	Comparte el kernel de su entorno
Archivos	Sistema operativo completo	Archivos de la imagen
Inicio	Arranca un sistema operativo	Inicia los procesos configurados
Sobrecarga	Generalmente mayor	Generalmente menor
Aislamiento	Frontera de virtualización	Aislamiento a nivel de sistema operativo

La sobrecarga y el nivel de aislamiento dependen de la implementación y la configuración

¿Los contenedores siempre utilizan Linux?

No necesariamente

Existen contenedores Linux y contenedores Windows con diferentes requisitos

En este bloque estudiaremos principalmente contenedores Linux porque son la base de muchos entornos modernos de desarrollo y despliegue

Contenedores
    │
    ├── Contenedores Linux
    │
    └── Contenedores Windows

No se debe confundir el sistema operativo de tu computadora con el sistema operativo del entorno donde se ejecuta el contenedor

¿Qué pasa en Windows y macOS?

Una computadora Windows o macOS no proporciona de forma nativa el kernel Linux que necesitan los contenedores Linux

Por eso las herramientas habituales utilizan un entorno Linux

Windows o macOS
       │
       ▼
Entorno Linux
       │
       ▼
Motor de contenedores
       │
       ▼
Contenedores Linux

En Windows se utiliza comúnmente WSL 2 con Docker Desktop

En macOS Docker Desktop utiliza una máquina virtual Linux administrada por la herramienta

¿Qué puede contener una imagen?

Imagen de una aplicación

├── Archivos del programa
├── Bibliotecas necesarias
├── Dependencias
├── Certificados requeridos
├── Archivos de configuración predeterminados
└── Instrucciones de ejecución

Una imagen no tiene que contener todos los elementos de una computadora

Por ejemplo no necesita incluir un escritorio gráfico si ejecutará una API web

¿Qué no resuelven los contenedores automáticamente?

Los contenedores no garantizan por sí solos

Que el código sea correcto
Que la aplicación sea segura
Que existan respaldos
Que los datos sean persistentes
Que el sistema soporte miles de usuarios
Que todos los equipos tengan idéntico rendimiento
Que un despliegue sea de alta disponibilidad

Relación con el laboratorio

Este tema se practica en el Laboratorio 1 — Primeros contenedores.

Qué sigue

Continúa con 2. Docker es la herramienta.