Containerization - Containers, VMs and Migration

Back to IF4054 Pengoperasian Sistem Perangkat Lunak

Containerization - Containers, VMs and Migration

Questions/Cues

• Apa itu container dan mengapa dinamai demikian?
• Apa beda container dan virtual machine?
• Bagaimana image layer dan build cache bekerja?
• Bagaimana alur build dan deploy container?
• Aplikasi seperti apa yang layak di-containerize dan bagaimana migrasinya?

Reference Points

• IF4054 DevOps (Slides 8-18)
• IF4054 Foundations & Architecture (Slides 28-31)

Apa Itu Container?

Container dirancang menyelesaikan masalah arsitektur komputer yang paling kritis: menjalankan perangkat lunak terdistribusi yang andal dengan skalabilitas hampir tak terbatas di lingkungan komputasi apa pun. Slogannya package once, deploy anywhere.

Namanya berasal dari shipping container: barang berpindah antar geografi dengan beragam moda transportasi, bongkar-muat berulang, yang menaikkan biaya dan merepotkan penanganan; kontainer standar menyelesaikannya. Secara teknis, container membungkus aplikasi beserta kode, runtime, library, dan system tools ke satu artefak, memakai isolasi tingkat OS (namespaces dan cgroups di Linux) alih-alih memvirtualisasi hardware.

Container vs Virtual Machine

Aspek	Container	Virtual Machine
Isolasi	Berbagi kernel host, isolasi tingkat proses	Memvirtualisasi hardware, guest OS penuh
Ukuran	Megabyte	Gigabyte
Waktu start	Milidetik hingga beberapa detik	Puluhan detik hingga menit
Cocok untuk	Microservice kecil dan disposable	Saat butuh kernel/OS yang benar-benar berbeda

Image Layers dan Build Cache

Image bersifat immutable dan dibangun berlapis; container adalah instance yang berjalan dengan lapisan tulis tipis di atasnya.

flowchart TB
    L1["Base image<br/>FROM python:3.12-slim"] --> L2["Dependencies<br/>COPY requirements.txt + install"]
    L2 --> L3["App code<br/>COPY . ."]
    L3 --> L4["Entrypoint<br/>CMD"]

Dependency disalin dan di-install sebelum kode aplikasi agar lapisan dependency tetap ter-cache saat kode berubah.

Mengatasi “Works on My Machine”

Tanpa container, aplikasi jalan lokal tetapi gagal di CI karena versi paket OS berbeda. Dengan Dockerfile, lingkungan yang sama didefinisikan sekali di version control; lokal, CI, dan produksi menjalankan image reproducible yang identik.

Container dan DevOps

Keduanya saling melengkapi: container memberi enkapsulasi infrastruktur, portabilitas, skalabilitas, dan agility untuk delivery yang cepat dan efisien. Alur build-deploy:

1. Tulis aplikasi dalam bahasa apa pun.
2. Buat Dockerfile (instalasi dependency dan konfigurasi lingkungan).
3. Build image, jalankan, dan unit test aplikasi di dalam container.
4. Push image ke registry (mis. DockerHub).
5. Buat container dari image dan jalankan di cluster.

Migrasi VM ke Container

Tahapan: Discovery (bagian-bagian aplikasi) → assessment kelayakan containerize → definisikan scope dan tujuan → desain infrastruktur container → containerize → testing → deploy dan rollout. Pertanyaan asesmen: apakah lebih baik memecah aplikasi? aspek mana yang bisa diselesaikan? apa risikonya dan prinsip migrasinya?

Kriteria aplikasi yang baik untuk di-containerize: stateless, kohesi tinggi, microservice, gaya API-first, sering diperbarui, kompatibel dengan teknologi container, dependency dan konfigurasi yang terdefinisi jelas (eksternal), serta direncanakan berjalan di lingkungan homogen. Sebaliknya, aplikasi sebaiknya tidak dikelola tim khusus atau oleh banyak tim sekaligus.

Summary

Container membungkus aplikasi dan seluruh dependency-nya ke satu image immutable berlapis dengan isolasi tingkat OS, sehingga lebih ringan dan cepat daripada VM yang memvirtualisasi hardware. Image dibangun lewat Dockerfile, di-push ke registry, dan dijalankan di cluster, sehingga menyelesaikan works on my machine. Container dan DevOps saling melengkapi; migrasi VM ke container perlu asesmen kelayakan (stateless, kohesi tinggi, dependency eksplisit, API-first).

Additional Information

Kapan Tetap Memakai VM

VM tetap relevan untuk workload yang butuh kernel berbeda, isolasi kuat antar-tenant (multi-tenancy tak tepercaya), atau sistem legacy. Teknologi seperti Kata Containers dan Firecracker menggabungkan kecepatan container dengan isolasi ala VM.

Proyek Eksplorasi Mandiri

1. Bandingkan ukuran image dan waktu start untuk python:3.12 vs python:3.12-slim vs multi-stage build pada aplikasi yang sama.

Bacaan Lanjutan

• Docker Docs — Best practices for writing Dockerfiles.
• Liz Rice — Container Security.