{"id":523,"date":"2019-02-17T10:21:24","date_gmt":"2019-02-17T10:21:24","guid":{"rendered":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/?p=523"},"modified":"2019-02-17T10:25:41","modified_gmt":"2019-02-17T10:25:41","slug":"unikernels-futuro-virtualizacion-microservicios","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/unikernels-futuro-virtualizacion-microservicios\/","title":{"rendered":"Unikernels y el futuro de la virtualizaci\u00f3n de microservicios con Toro"},"content":{"rendered":"<p>Una de los \u00faltimos avances en el mundo de la virtualizaci\u00f3n son los <a href=\"https:\/\/github.com\/cetic\/unikernels\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">unikernels<\/a>. En este art\u00edculo voy a introducir brevemente el concepto de unikernel para luego enfocarme en <a href=\"https:\/\/github.com\/torokernel\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Toro<\/a>, que es un unikernel dedicado a <a href=\"https:\/\/www.javiergarzas.com\/2015\/06\/microservicios.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">microservicios<\/a> (estilo arquitect\u00f3nico donde la aplicaci\u00f3n se descompone en un conjunto de peque\u00f1os servicios que se ejecutan de forma aut\u00f3noma y se comunican v\u00eda llamadas a sus respectivas APIs).<\/p>\n<div style=\"width: 549px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/microservices.io\/i\/Microservice_Architecture.png\" alt=\"Ejemplo de aplicaci\u00f3n eCommerce desarrollada siguiendo la arquitectura de microservicios\" width=\"539\" height=\"370\" \/><p class=\"wp-caption-text\">Ejemplo de aplicaci\u00f3n eCommerce desarrollada siguiendo la arquitectura de microservicios &#8211; Fuente <a href=\"https:\/\/microservices.io\/patterns\/microservices.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"> https:\/\/microservices.io\/patterns\/microservices.html <\/a><\/p><\/div>\n<p><strong>Un unikernel es una aplicaci\u00f3n que se compila junto a la parte del kernel del Sistema Operativo que necesita y que tiene como resultado un binario que incluye ambos.<\/strong>\u00a0Este binario luego puede ser ejecutado tanto en baremetal o en una m\u00e1quina virtual sin la necesidad de un sistema operativo intermediario (es decir, sin tener que ejecutar Linux, Windows o lo que sea por debajo), con los beneficios de rendimiento y seguridad que esto implica.\u00a0Por ejemplo, se podria \u201cunikernealizar\u201d el servidor web Apache y asi tendriamos un host o m\u00e1quina virtual dedicada a ejecutar un servidor web.<\/p>\n<div id=\"attachment_524\" style=\"width: 735px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/unikernel.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-524\" class=\"wp-image-524\" src=\"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/unikernel-1024x568.png\" alt=\"Comparaci\u00f3n del stack tecnol\u00f3gico en una aplicaci\u00f3n &quot;tradicional&quot; vs una aplicaci\u00f3n como unikernel\" width=\"725\" height=\"402\" srcset=\"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/unikernel-1024x568.png 1024w, https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/unikernel-300x166.png 300w, https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/unikernel-768x426.png 768w, https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/unikernel-610x338.png 610w, https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/unikernel-1080x599.png 1080w, https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/unikernel.png 1463w\" sizes=\"(max-width: 725px) 100vw, 725px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-524\" class=\"wp-caption-text\">Comparaci\u00f3n del stack tecnol\u00f3gico en una aplicaci\u00f3n &#8220;tradicional&#8221; vs una aplicaci\u00f3n como unikernel.\u00a0<a href=\"https:\/\/learning.oreilly.com\/library\/view\/unikernels\/9781492042815\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"> Fuente <\/a><\/p><\/div>\n<p>En general el proceso para generar un unikernel es muy costoso. Adem\u00e1s, muchas veces, este desarrollo en general es limitado a una aplicaci\u00f3n, e.g., Apache, con lo cual es dif\u00edcil reutilizar c\u00f3digo. Eso s\u00ed, una vez creado, las<strong> ventajas de los unikernels<\/strong> son muchas y variadas como apunt\u00e1bamos antes:<\/p>\n<ul>\n<li>Mejor seguridad: menos c\u00f3digo qu\u00e9 atacar, aislaci\u00f3n completa de otras aplicaciones (ya que no comparten ni las llamadas al sistema operativo).<\/li>\n<li>Mejor rendimiento: el unikernel est\u00e1 optimizado para su funci\u00f3n espec\u00edfica en lugar de tener que proporcionar servicios gen\u00e9ricos. No hay overhead en llamadas al sistema o en cambios de contexto o niveles de privilegio.<\/li>\n<li>Limitaci\u00f3n de recursos. El tama\u00f1o de un unikernel es \u00f3rdenes de magnitud m\u00e1s peque\u00f1o que un sistema operativo normal. Por esta misma raz\u00f3n se arranca (boot) mucho m\u00e1s r\u00e1pidamente.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong> La principal competencia de unikernels son los containers.<\/strong> Los containers son, a groso modo, virtualizaci\u00f3n por software. Los containers tienen varias ventajas frente a los unikernels como mejores tiempos de desarrollo, menos consumo de memoria y menos consumo de CPU. Claro, que estas ventajas son ciertas si miramos al container en s\u00ed. El container sigue dependiendo de un sistema operativo &#8220;normal&#8221; por debajo con lo que esta eficiencia depender\u00e1 mucho de como est\u00e9 desplegado. Y debido a esta misma dependencia, su principal desventaja es que la aislaci\u00f3n no es completa. En otras palabras, el \u201cattack surface\u201d del container es m\u00e1s grande que el de unikernels. <strong>Para toda aplicaci\u00f3n que sea cr\u00edtica (tanto a nivel de seguridad como de rendimiento) mejor optar por un unikernel.\u00a0<\/strong><\/p>\n<p>Hay bastantes <a href=\"https:\/\/github.com\/cetic\/unikernels#existing-projects\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">proyectos que facilitan la creaci\u00f3n de unikernels<\/a>. Uno de ellos es el proyecto que yo lidero: <a href=\"http:\/\/torokerneleng.blogspot.com\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Toro, un unikernel orientado a microservicios.<\/strong><\/a><\/p>\n<p>Toro presenta una simple interfaz para la aplicaci\u00f3n de usuario donde en la definici\u00f3n del microservicio se indican qu\u00e9 librerias del sistema operativo proporcionadas por Toro se necesitan. Con esa informaci\u00f3n, el c\u00f3digo del microservicio se compila con Toro y resulta en un binario que puede ejecutarse tanto en baremetal como en una m\u00e1quina virtual. Esta imagen o binario es inmutable, esto quiere decir que la misma imagen puede usarse en diferentes hypervisors, simplificando el trabajo de IT para hacer despliegues de esas aplicaciones.<\/p>\n<div id=\"attachment_525\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/toro.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-525\" class=\" wp-image-525\" src=\"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/toro-1024x549.png\" alt=\"Diagrama de una Arqutiectura de unikernels para microservicios con Toro\" width=\"734\" height=\"394\" srcset=\"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/toro-1024x549.png 1024w, https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/toro-300x161.png 300w, https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/toro-768x412.png 768w, https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/toro-610x327.png 610w, https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/toro-1080x579.png 1080w, https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/toro.png 1701w\" sizes=\"(max-width: 734px) 100vw, 734px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-525\" class=\"wp-caption-text\">Arqutiectura de unikernels para microservicios con Toro<\/p><\/div>\n<p>Para especificar microservicios, Toro propone dos tipos de sockets: bloqueantes y no bloqueantes. Los bloqueantes son para microservicios que realizan IO intensivo. El modelo es similar al implementado en Apache, en el que por cada conexi\u00f3n crea un Thread. Los sockets no bloqueantes son para microservicios que pueden responder solicitudes sin bloquearse. El modelo implementado es el \u201c<em>Single Thread Event Loop<\/em>\u201d el cual es similar al de <a href=\"https:\/\/www.nginx.com\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Nginx<\/a>. En este modelo, cada microservicio se implementa como un \u00fanico thread el cual hace el tratamiento de cada socket de manera secuencial. La principal ventaja de este modelo es que escala muy bien con el n\u00famero de conexiones soportando varios miles de conexiones concurrentes.<\/p>\n<p>Toro deja al programador elegir el modelo dependiendo de los requerimientos del microservicio a desarrollar. Una vez definida la aplicaci\u00f3n esta se compila con el kernel y se genera un binario que puede ser utilizado para lanzar una m\u00e1quina virtual . Por ejemplo, un microservicio que simplemente responde \u201cHello World!\u201d pesa alrededor de 130kb y tarda en inicializar alrededor de 150ms.<\/p>\n<p>Como resumen, en este art\u00edculo presenta muy brevemente el concepto de unikernel. En particular, me enfoqu\u00e9 en Toro el cual es un unikernel dedicado para miroservicios. A diferencia de otros unikernels, Toro provee una interfaz de usuario simplificada para el desarrollo de microservicios. Un vez desarrollada la aplicaci\u00f3n, se obtiene un microservicio que se ejecuta en una m\u00e1quina virtual sin sistema operativo intermediario. Para m\u00e1s documentaci\u00f3n sobre Toro visite <a href=\"https:\/\/github.com\/torokernel\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/github.com\/torokernel\/<\/a>.<\/p>\n<span class=\"et_bloom_bottom_trigger\"><\/span>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Los unikernels son una alternativa a los modelos de containers para aplicaciones cr\u00edticas a nivel de seguridad o escalabilidad. Toro es un unikernel especializado en la implementaci\u00f3n y despliegue de microservicios.<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":527,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_et_pb_use_builder":"","_et_pb_old_content":"","_et_gb_content_width":"","footnotes":""},"categories":[5],"tags":[80,224,223,222,220,221],"hashtags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/523"}],"collection":[{"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=523"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/523\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/527"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=523"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=523"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=523"},{"taxonomy":"hashtags","embeddable":true,"href":"https:\/\/ingenieriadesoftware.es\/wp-json\/wp\/v2\/hashtags?post=523"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}