Docking in Echtzeit

Docker ist eine Open-Source-Containerisierungsplattform, die es Entwicklern ermöglicht, Anwendungen in isolierten Umgebungen namens Container zu erstellen, zu verpacken und auszuführen. Im Gegensatz zu virtuellen Maschinen (VMs) bieten Docker-Container mehrere Vorteile:

1. Docker bietet eine Abstraktion auf Betriebssystemebene, optimiert die Ressourcennutzung durch gemeinsame Nutzung des Host-Betriebssystemkernels und ermöglicht so eine leichte und effiziente Ausführung.
2. Container sind portabel und konsistent in verschiedenen Umgebungen, was nahtlose Übergänge zwischen Entwicklung, Test und Produktion gewährleistet.
3. Docker vereinfacht den Build-Prozess, indem es Abbilder mit allen Abhängigkeiten erstellt, und unabhängige Tests containerisierter Komponenten verbessern die Fehlertoleranz. Darüber hinaus starten Container aufgrund ihrer geringen Größe schnell und beschleunigen die Bereitstellung von Anwendungen.

Docker wurde 2013 von Solomon Hykes und seinem Team bei dotCloud eingeführt. Es gewann schnell an Popularität aufgrund seiner Einfachheit und Effizienz bei der Verwaltung von Anwendungsabhängigkeiten und -umgebungen. Der Aufstieg von Docker führte zur Gründung der Open Container Initiative (OCI), um Branchenstandards für Containerformate und Runtimes festzulegen. Heute wird Docker weit verbreitet in DevOps-Praktiken eingesetzt, um kontinuierliche Integration und kontinuierliche Bereitstellung (CI/CD)-Pipelines zu erleichtern, und ist eine grundlegende Technologie in der Microservices-Architektur und der cloudnativen Entwicklung.

Die Netzwerkfunktionen in Docker ermöglichen es Containern, über verschiedene Netzwerkoptionen wie Bridge-Netzwerke und Overlay-Netzwerke miteinander und mit externen Systemen zu kommunizieren. Für die Speicherung unterstützt Docker Volumes, Bind-Mounts und tmpfs-Mounts, die persistente Speicherlösungen für containerisierte Anwendungen bieten. Die Sicherheit wird durch Kernel-Namespaces und Kontrollgruppen verbessert, die Container isolieren und die Ressourcennutzung begrenzen.

Hier sind einige der Vorteile, die Docker in verschiedenen Phasen des Softwareentwicklungszyklus (SDLC) bietet:

Build:

1. Docker ermöglicht es Entwicklungsteams, Zeit, Aufwand und Kosten zu sparen, indem sie ihre Anwendungen in einzelne oder mehrere Module verpacken.
2. Durch die Erstellung eines maßgeschneiderten Abbilds für eine Anwendung werden die Komplexitäten der Verwaltung mehrerer Abhängigkeitsversionen während des Build-Zyklus vermieden.

Testing:

1. Docker ermöglicht unabhängige Tests jeder containerisierten Anwendung oder Komponente.
2. Diese Isolation gewährleistet, dass der Test eines Teils keine Auswirkungen auf andere Komponenten hat und die Sicherheit sowie die Fehlertoleranz verbessert.

Bereitstellen und Warten:

1. Konsistente Versionen von Bibliotheken und Paketen sind während der Entwicklung entscheidend.
2. Docker stellt diese Konsistenz sicher und reduziert Reibungspunkte zwischen Teams.
3. Das Bereitstellen von vorab getesteten Containern minimiert die Einführung von Fehlern während des Build-Prozesses und erleichtert die Migration in die Produktion.

SALZ Automation System und Docker:

SALZ Automation nutzt diese Technologie für die Containerisierung verschiedener Anwendungen und stellt diese Anwendungen dann auf dem SALZ Steuerungssystem. Für den Echtzeit-Datenaustausch, insbesondere mit bestimmten Kommunikationsprotokollen wie EtherCAT, müssen Docker-Container detailliert konfiguriert werden.

So werden Docker-Container beispielsweise nicht direkt an physische Netzwerkschnittstellen (NICs) angeschlossen. Der MACVLAN-Netzwerktreiber kann jedoch verwendet werden, um der virtuellen Netzwerkschnittstelle jedes Containers eine MAC-Adresse zuzuweisen, so dass es so aussieht, als ob er direkt mit dem physischen Netzwerk verbunden wäre. 

Was ist ein MACVLAN-Netzwerktreiber?

Einige Anwendungen, insbesondere ältere oder solche, die den Netzwerkverkehr überwachen, müssen direkt mit dem physischen Netzwerk verbunden sein. Der macvlan-Treiber weist jedem Container eine eindeutige MAC-Adresse zu und lässt ihn wie eine physische Netzwerkschnittstelle erscheinen. Die Konfiguration desselben kann erfolgen, indem Sie eine physische Schnittstelle auf Ihrem Docker-Host für den macvlan festlegen, dann das Subnetz und das Gateway des Netzwerks angeben und optional die macvlan-Netzwerke über verschiedene physische Schnittstellen isolieren.

Die Containerisierung von Anwendungen mit Docker bietet signifikante Vorteile für Echtzeit-Datenaustauschsysteme:

1. Durch die Einführung einer Microservices-Architektur können monolithische Anwendungen in unabhängige Dienste aufgeteilt werden, von denen jeder seinen eigenen Lebenszyklus und seine Skalierungsrichtlinien hat. Dieser modulare Ansatz ermöglicht effiziente Aktualisierungen und Skalierbarkeit, was für die Verarbeitung von Echtzeitdaten unerlässlich ist.
2. Container bieten außerdem Fehlerisolierung und Portabilität, indem sie Anwendungen und ihre Abhängigkeiten kapseln und sicherstellen, dass sie in verschiedenen Umgebungen konsistent ausgeführt werden. Diese “write once, run anywhere”-Fähigkeit verhindert Cloud-Anbieterabhängigkeiten und erleichtert nahtlose Übergänge zwischen Entwicklung, Test und Produktion.
3. Docker vereinfacht das Anwendungsmanagement und verbessert in Kombination mit Orchestrierungstools wie Kubernetes die Bereitstellung, Skalierung und Ausfallsicherheit von Containern. Diese dynamische Orchestrierung ermöglicht es Echtzeitdatendiensten, sich an wechselnde Anforderungen anzupassen.
4. Darüber hinaus gewährleistet die geringe Größe von Containern schnelle Startzeiten, was die erforderliche schnelle Reaktionsfähigkeit für Echtzeitsysteme bietet.

Insgesamt verbessert die Containerisierungstechnologie von Docker die Effizienz, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit von Echtzeitdatenaustauschanwendungen.

Weitere Informationen über unser Steuerungssystem finden Sie auf der SALZ Steuerungssystem Landingpage.