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Como o Docker Pode Ajudar na Gerência de Configuração?

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Conhecendo a Apresentadora e o Projeto

Apps4Society

Construindo Aplicativos que

Impactem Positivamente na Sociedade

UFPB | CCAE | DCX

apps4society.dcx.ufpb.br

apps4society@dcx.ufpb.br

Amanda Martins

Bacharelado em Sistemas de Informação

UFPB | CCAE | DCX

github.com/AmandaAzevedo

amanda.azevedo@dcx.ufpb.br

Me chamo Amanda Martins, sou bacharelanda em sistemas de informação pela Universidade Federal da Paraíba, estou no 5º período do curso, e participo do projeto de extensão Apps4Society, também da UFPB. O projeto visa desenvolver aplicativos que impactem positivamente a positivamente a sociedade, e minha função nesta terceira edição do projeto é de gerente de configuração.

Nesse vídeo antes de falar sobre como o Docker pode ajudar na gerência de configuração, eu vou falar um pouco do conceito de gerência de configuração e as suas atividades, de uma forma bem resumidamente, pois o assunto é muito extenso e muito cheio de detalhes, para que as pessoas tanto de projeto, como qualquer outra, possa saber o que um gerente de configuração faz e também por quê não adianta falar como o Docker pode ajudar a gerência de configuração se a pessoa que esteja vendo esse vídeo não saiba o que é gerência de configuração.

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Contextualização

Um software é um programa e seus artefatos.
Mudanças durante o desenvolvimento de software são inevitáveis.
Os softwares estão em constante evolução.

Figura 1 - Microsoft Word logo history

Fonte: https://logos.fandom.com/wiki/Microsoft_Word

Bem contextualizando, ao contrário do que muitas pessoas acham, um software não é apenas um programa de computador, não é apenas um código fonte, de fato o código fonte é uma parte muito importante, mas também temos os artefatos associados a cada etapa do desenvolvimento.

Artefatos são subprodutos que foram confeccionados durante cada etapa durante o processo de desenvolvimento, por exemplo, um documento de requisitos, um projeto de arquitetura, um diagrama UML, atas de reuniões.

Mudanças durante o processo de desenvolvimento são inevitáveis, pois os softwares estão em constante evolução, sempre mudando, novas funcionalidades podem ser adicionadas (com isso se muda código, documento de requisitos, projeto de arquitetura), possa ser que durante o desenvolvimento de um software que utilize uma determinada tecnologia na versão X, essa tecnologia evolua e seja lançado uma nova versão, e seja mais vantajoso atualizar, bugs vão ser corrigidos, as leis de uma determinada região pode mudar, como por exemplo, a LGPD, que foi aprovada e as empresas têm adaptar seus softwares para não serem multadas, são muitas variáveis.

A questão é, são muitas coisas que são mudadas constantemente, e aí vem a questão...

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Com tantas mudanças, como evitar que o desenvolvimento fique caótico?

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Gerência de Configuração

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“É um conjunto de atividades de apoio que permite a absorção ordenada das mudanças inerentes ao desenvolvimento de software, mantendo a integridade e a estabilidade durante a evolução do projeto.”

- Dias (2016)

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Tarefas da Gerência de Configuração

Gerenciamento de mudanças

Controle de versão

Construção do sistema

Gerenciamento de releases

Figura 2 - Atividades de Gerenciamento de Configuração

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Gerenciamento de Mudanças

“Manter o controle das solicitações de mudanças de clientes e desenvolvedores no software já entregue, elaborar os custos e o impacto de fazer essas mudanças e decidir se e quando as alterações devem ser implementadas.” (Sommerville, 2016).

A primeira tarefa que eu vou falar é o gerenciamento de mudanças,

de acordo com que vão surgindo novas funcionalidades e as que já existem vão sofrendo modificações, é preciso preciso que exista um controle dessas mudanças, tanto para saber quando se deve implementar-los, como para manter o cliente informado das suas solicitações.

Para isso existe o gerenciamento de mudanças, para manter o controle das solicitações de mudanças de clientes e desenvolvedores no software já entregue, elaborar os custos e o impacto de fazer essas mudanças e decidir se e quando as alterações devem ser implementadas.

Um exemplo que eu posso dar disso é na metodologia ágil de desenvolvimento Scrum. No scrum existe a figura do Product Owner, o PO. Nessa metodologia de desenvolvimento, o cliente manda uma solicitação de mudança e PO é o responsável por incrementar essa mudança ou requisito no backlog do produto e decidir quando e em que ordem os requisitos vão ser implementados.

Aqui temos algumas ferramentas que podem facilitar o trabalho.

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Gerenciamento de Versões

Manter o controle das várias versões dos componentes do sistema
Garantir que as mudanças feitas por diferentes desenvolvedores não interfiram entre si.

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Construção do Sistema

Build do sistema.
Processo de montagem de componentes de programa, dados e bibliotecas e, em seguida, compilação e ligação destes, para criar um sistema executável.

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Gerenciamento de Releases

Preparar o software para release e deploy.
Acompanhar as versões do sistema que foram lançadas para produção.

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Integração Contínua

Processo existente principalmente dentro de “projetos ágeis” .
Processo contínuo de release, entrega e deploy.
DevOps.

Figura 4 - Deploy contínuo e DevOps

Fonte: https://blog.octo.com/pt-br/maturidade-da-integracao-continua/

Eu gostaria de abrir um parêntese nesse assunto todo de gerência de configuração, para falar de uma coisa que tá sendo utilizada bastante hoje em dia, que é a Integração contínua. A integração contínua é um processo que existe principalmente em projetos que se utilizam das metodologia ágeis de desenvolvimento, que diz que não se deve passar muito tempo para entregar o projeto (para o cliente), que devemos ir integrando as “novidades do sistema”, “por pedaços”, aos poucos.

Integrar quer dizer, incorporar um elemento ao conjunto, nesse caso incorporar uma mudança, uma alteração, uma remoção de uma funcionalidade ao projeto que já esteja disponível para o usuário.

Imagem - Primeiro fazemos o planejamento da “sprint”, o tempo que vamos ter para entregar o software. Depois, cabe ao programador codificar. Depois fazer o build do sistema, para que ele possa ser testado e aprovado ou não, então fazemos a release, a entrega do sistema, deixamos ele pronto para colocar em produção, então fazemos o deploy, disponibilizamos ele para o público usando as ferramentas de infraestrutura, e monitoramos o sistema em produção. E isso se repete durante a vida útil do software.

A integração contínua, também, junto com a automatização e outras práticas está dentro da cultura que chamamos de DevOps.

As práticas do DevOps busca automatizar os processos de release, testes e deploy. DevOps tem haver com automatização, deixar as coisas mais eficientes, mais ágeis. Eu precisaria de um vídeo todinho para falar de DevOps e explicar para vocês tudo, ou uma parte, mas esse não é o objetivo desse vídeo.

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Problemas na G.C.

Uma ferramenta é instalada de forma diferente em diferentes ambientes.
É muito trabalhoso fazer com que uma aplicação de várias camadas (back, front, bd...) funcione em diferentes ambientes.

Figura 5 - Matrix from hell

Fonte: Romero (2015)

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Virtual Machine (VM)

Software que emula um ambiente computacional, funcionando de forma isolada da máquina física
Hypervisor
Problemas: ocupa muito espaço, dificuldades na replicação, etc.

Figura 6 - Arquitetura de uma VM

Fonte: https://github.com/gomex/docker-para-desenvolvedores/blob/master/manuscript/container_vm.md (Adaptado)

Continuando...

Também temos a VM, a virtual machine ou máquina virtual, é um tipo de virtualização, que de certa forma ela ajuda bastante na questão de configurar um ambiente com as mesmas versões, para serem usadas pela equipe, ou nos servidores, mas também pode ser bastante problemático fazer isso em vários ambientes.

Mas o que é uma VM? Uma máquina virtual é um software que emula um ambiente computacional, funcionando de forma isolada da máquina física, ou seja, o que acontece na máquina virtual não interfere na máquina física. Um exemplo disso é o caso de se obter um virus na maquina virtual, esse virus não vai interferir na máquina física (ques está rodando o Hypervisor).

Em outras palavras, existe a camada do Hypervisor, que vai rodar em cima do SO, como se fosse um programa normal de computador, como um um Spotify, ou um Chrome, mas essa camada é a responsável por emular uma nova máquina física, como um computador ou um servidor, podemos definir recursos de hardware que a máquina virtual vai possuir, como CPU, memória, rede, armazenamento. Com o Hypervisor podemos criar e gerenciar a máquina virtual, e usá-la como quisermos.

Cada quadradinho desse é uma máquina virtual, a máquina virtual virtualiza um sistema operacional

Alguns softwares que funcionam como Hypervisor, como um gerenciador de máquina virtual e que podemos criar máquinas virtuais, são: O VMWare e o VirtualBox.

Alguns problemas ou limitações que podem surgir com o uso da VM, primeiro, vamos ter muita dificuldade na replicação dessas máquinas, de uma maneira meio grosseira, não tem como mandar essas máquinas para o GitHub para o coleguinha baixar e executar e desenvolver num ambiente com as mesmas versões que você, não é uma coisa que se replica facilmente.

Outro problema é que o uso de várias máquinas virtuais ocupa muito espaço, porque vai ter uma mesma coisa instalada várias vezes.

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Com tantas atividades trabalhosas e sujeitas a tantos erros, existe uma forma de deixar esse trabalho mais simples?

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O que é Docker?

Plataforma de código aberto desenvolvida na linguagem Go.
Criada com o objetivo de facilitar o desenvolvimento e a execução de aplicações em ambientes isolados.
Build e deploy do sistema.
Tecnologia de conteinerização.

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Containers

“Os containers proporcionam uma maneira padrão de empacotar código, configurações e dependências de seu aplicativo em um único objeto. Eles compartilham um sistema operacional instalado no servidor e são executados como processos isolados de recursos” (AWS, 2020).
Um container Docker é uma imagem Docker em execução.

Figura 7 - Containerized Applications

Fonte: Docker Inc. (2020)

Mas o que são Containers?

Containers são um tipo de virtualização, mas diferente da VM, aqui não precisamos de uma camada completa a mais do outro SO para poder rodar as nossas aplicações e nem do Hypervisor para gerenciar as VM’s. Ao invés disso possuímos a camada do Docker, essa camada faz todo o trabalho de tornar compatível as nossas aplicações em diferentes sistemas operacionais, em diferentes ambientes. O Docker meio que se adapta ao sistema Host, para a nossa aplicação poder rodar em cima dele. Para isso, o docker compartilha o kernel, bibliotecas e binários do SO Host entre os containers que estão sendo executados e podemos ter vários containers em uma mesma máquina, conversando entre si.

Os containers proporcionam uma maneira padrão de empacotar código, configurações e dependências de seu aplicativo em um único objeto. Eles compartilham um sistema operacional instalado no servidor e são executados como processos isolados de recursos”

Também é possível criar redes entre os containers, possibilitando a comunicação entre eles.

Um contêiner do Docker é uma imagem instanciada do Docker (em execução). Como assim? Uma imagem do Docker é um modelo somente para leitura que define o contêiner. A imagem contém o código que será executado, incluindo quaisquer definições para quaisquer bibliotecas e dependências de que seu código precisar.

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Como o Docker Pode Ajudar na G.C. ?

Figura 8 - Resolvendo o problema com Docker

Fonte: Romero (2015)

Similaridade dos ambientes.
Aplicação como pacote completo.

Finalmente chegamos ao ponto, como o Docker pode ajudar na gerência de configuração?

Como primeiro ponto temos, a similaridade dos ambientes, mas como assim?

A transformação da aplicação em uma imagem docker permite que ela seja instanciada como container em diferentes ambientes. Essa característica garante a sua utilização em diferentes ambientes, como podemos ver na imagem 8, o que vai diminuir drasticamente a dor de cabeça na hora de configurar os ambientes, ou na hora de fazer o deploy.

Outra coisa que o Docker pode ajudar bastante é com a possibilidade de empacotar a aplicação e as suas dependências, isso simplifica o processo de distribuição por não ser exigida uma ampla documentação sobre a configuração da infraestrutura com finalidade de execução. Para isso, basta disponibilizar o repositório e permitir o acesso para o usuário. A partir disso é possível fazer o download do pacote, que pode ser executado facilmente.

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Como o Docker Pode Ajudar na G.C. ?

Utilização mais eficiente dos recursos de hardware.

Economia significativa de recursos.
Disponibilidade maior do sistema.
Possibilidade de compartilhamento.

Figura 9 - VM x Container

Fonte: https://github.com/gomex/docker-para-desenvolvedores/blob/master/manuscript/container_vm.md

Bem… como o gerenciamento de configuração busca garantir que as mudanças na infra mantenham a integridade do ambiente, minimizando a possibilidade de erros em itens de configuração. Então eu resolvi colocar esses tópicos, embora tenha mais haver com benefícios do Docker para infraestrutura.

Nesse ponto, eu gostaria de destacar algumas vantagens de se usar o docker

Economia significativa de recursos Pois é possível utilizar uma imagem para vários containers (exemplo uma imagem do apache, que pode ter vários containers diferentes utilizando a mesmo imagem e também o caso de você ter o mesmo container para aplicações diferentes), economizando disco, memória e outros recursos

A Disponibilidade maior do sistema

Esse benefício é ocasionado pelo fato de o docker virtualizar o sistema de maneira diferente ao método da VM. Por compartilhar o SO e outros componentes, há mais espaço livre, o que deixa os processos mais ágeis e oferece uma disponibilidade maior. Em termos bastante simples, a máquina fica menos “pesada” e fica com mais espaço para rodar outros programas e aplicações.

Possibilidade de compartilhamento

Os arquivos podem ser compartilhados entre o host e o container ou até mesmo um volume tem a possibilidade de ser distribuído para outros. A prática da segunda situação é mais indicada nos casos em que se deseja ter persistência de dados e quando não se atrela ao host que hospeda o container. Outro aspecto que precisa ser considerado é que o container está em um nível de virtualização operacional, ou seja, é um processo em execução em um kernel compartilhado entre outros containers.

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Como o Docker Pode Ajudar na G.C. ?

Padronização e replicação.
Possibilidade de acessar a comunidade.

Figura 10 - Homepage do Docker Hub

Fonte: hub.docker.com

Por fim, o Docker também possibilita o compartilhamento

Padronização e replicação

As imagens do docker são construídas por meio de arquivos de definição, o que assegura o seguimento de um determinado padrão e eleva a confiança na replicação. Dessa maneira, fica muito mais viável escalar a estrutura.

Com a chegada de um novo membro para a equipe de TI, por exemplo, ele pode se integrar e receber o ambiente de trabalho rapidamente, com apenas alguns comandos. Ele ainda pode desenvolver os códigos de acordo com o padrão adotado para a equipe.

Por sua vez, na necessidade de testar uma versão com as imagens, é possível mudar um ou mais parâmetros de um arquivo de definição. Ou seja, é mais simples criar e mudar a infraestrutura.

Possibilidade de acessar comunidade

Um dos principais benefícios do Docker é o repositório de imagens mantido por eles. Lá podemos encontrar diversas imagens oficiais, já prontas e você também pode fazer a sua própria e mandar para lá.

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Referências

DANTAS, Cristine. Gerência de configuração de software. Disponível em: <https://www.devmedia.com.br/gerencia-de-configuracao-de-software/9145>. Acesso em: 16 de abr. 20.

DIAS, André F. O que é gerência de configuração de software?. Disponível em: <https://blog.pronus.io/posts/o-que-eh-gerencia-de-configuracao-de-software/>. Acesso em: 16 de abr. 20.

SOMMERVILLE, Ian. Engenharia de software. Tradução de Luiz Claudio Queiroz. Revisão técnica Fábio Levy Siqueira. Título original: Software engineering. 10 ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2018.

DIEDRICH, Cristiano. O que é Docker?. Disponível em: <https://www.mundodocker.com.br/o-que-e-docker/> . Acesso em: 30 de abr. 2020.

Docker Inc. What is a Container? A standardized unit of software. Disponível em: <https://www.docker.com/resources/what-container>. Acesso em: 30 de abr. 2020.

GOMES, Rafael. Docker para Desenvolvedores. Disponível em: <https://github.com/gomex/docker-para-desenvolvedores>. Acesso em: 15 de jun. 2020.

Positivo Tecnologia. Container Docker: o que é e quais são as vantagens de usar?. Disponível em: <https://www.meupositivo.com.br/panoramapositivo/container-docker/>. Acesso em: 30 de abr. 2020.

ROMERO, Daniel. Containers com Docker: Do desenvolvimento à Produção. São Paulo: Casa do Código, 2015.

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