Ești la început în domeniul instrumentelor de vizualizare? Sau navighezi prin discuțiile tehnice despre containere și mașini virtuale?
Virtualizarea presupune transformarea resurselor individuale, cum ar fi memoria RAM, procesorul, rețeaua și spațiul de stocare, în resurse multiple. Diferența principală este că, în timp ce containerele virtualizează doar straturile software deasupra sistemului de operare, mașinile virtuale pot virtualiza mașini complete la nivel hardware.
Deși există o distincție clară între cele două, containerele și mașinile virtuale au și multe asemănări. Ambele îmbunătățesc eficiența IT, oferă portabilitate aplicațiilor, optimizează DevOps și ciclul de viață al dezvoltării software (SDLC). Vom detalia aceste aspecte mai târziu.
În acest articol, vom analiza containerele și mașinile virtuale, vom examina avantajele fiecărei tehnologii și vom oferi sfaturi despre alegerea instrumentului potrivit în funcție de necesitățile tale. Articolul presupune că ai deja o înțelegere de bază a containerelor și mașinilor virtuale. Dacă nu ai, acesta este un punct de plecare excelent.
Evoluția virtualizării
Înainte de apariția containerelor, mașinile virtuale erau singura metodă de a izola mediile într-o infrastructură fizică. Totuși, abia în 2013, Docker a lansat primul său software de containerizare.
De atunci, interesul pentru containere și impactul lor asupra cloud computing-ului a crescut exponențial.
Mulți dezvoltatori au devenit interesați în special de avantajele pe care containerele le aduc în dezvoltarea agilă. Este important de reținut că atât containerele, cât și mașinile virtuale sunt construite pe baza optimizării resurselor infrastructurii fizice existente.
Cum funcționează virtualizarea?
Virtualizarea implică folosirea unui software pentru a crea un strat de abstractizare deasupra hardware-ului computerului. Acest lucru permite ca resursele hardware, să zicem, ale unui computer, să fie divizate în mai multe computere virtuale. Software-ul folosit în acest scop se numește hypervisor.
Un hypervisor permite mai multor sisteme de operare să ruleze simultan, partajând aceleași resurse fizice. Atunci când este utilizat pe computere fizice sau servere din centrele de date, acesta permite separarea sistemelor de operare și a aplicațiilor de hardware, permițând crearea de „mașini virtuale”.
Ce este un container?
Sursa: docker.com
Containerele oferă o metodă rapidă și flexibilă de gestionare a virtualizării. Deoarece nu necesită hypervisori, acestea asigură o alocare mai rapidă a resurselor și o implementare mai rapidă a aplicațiilor noi.
Poți privi containerele ca pachete software ce conțin toate dependențele necesare pentru a rula aplicația software gestionată.
Aceste dependențe includ biblioteci de sistem, pachete de cod externe (de la terți) și toate celelalte aplicații la nivel de sistem de operare. Toate dependențele dintr-un container se află la niveluri superioare ale stivei decât sistemul de operare.
Avantaje 👍
- Viteză de iterare – Containerele sunt ușoare și conțin doar software de nivel înalt, fiind ușor de ajustat și de reiterat rapid. De asemenea, oferă o livrare rapidă a software-ului datorită dezvoltării bazate pe teste și a implementării imediate.
- Ecosistem robust – Sistemele de rulare a containerelor oferă de obicei un depozit public de containere preconfigurate. Acesta include diverse aplicații software populare, precum baze de date și sisteme de mesagerie, care pot fi descărcate și implementate, reducând timpul necesar echipelor de dezvoltare.
- Scalabilitate – Containerele sunt ideale pentru gestionarea unor volume mari de lucru și trafic. Specialiștii IT le pot folosi pentru a gestiona eficient infrastructura cloud, facilitând o utilizare flexibilă.
- Microservicii – Containerele sunt excelente pentru implementarea microserviciilor. Acestea sunt componente mici ale unei aplicații sau software principal. Împachetarea fiecărei microservicii ca un container facilitează implementarea, scalarea și gestionarea fără probleme.
Dezavantaje 👎
- Exploatări de gazdă partajată – Deoarece containerele partajează un sistem hardware de bază sub nivelul sistemului de operare, un exploit dintr-un container se poate răspândi și afecta hardware-ul de bază. De asemenea, depozitele publice de containere preconfigurate introduc un risc de securitate. O imagine publică compromisă poate fi o vulnerabilitate, expunând la atacuri cibernetice.
- Rulează un singur sistem de operare – Containerele permit rularea versiunilor anterioare ale aceluiași sistem de operare, ceea ce este benefic. Totuși, nu sunt cea mai bună opțiune dacă vrei să folosești sisteme de operare diferite.
Furnizori populari de containere
Iată câțiva furnizori cunoscuți de containere:
- Docker – Docker este cea mai adoptată soluție de containerizare la nivel mondial. Docker Hub este un depozit important pentru cele mai populare aplicații containerizate. Poți descărca containere din Docker Hub și le poți implementa local.
- Linux Containers (LXC) – Proiectul Linux Containers se află în spatele rulării containerelor cu sursă deschisă Linux. LXC izolează procesele sistemului de operare unele de altele. Docker folosește LXC în arhitectura sa de bază.
Ce este o mașină virtuală?
Sursa: docker.com
Mașinile virtuale (VM) sunt pachete software mari care emulează complet echipamente hardware de nivel scăzut, precum procesorul, discul și dispozitivele de rețea.
VM-urile permit rularea mai multor mașini cu sisteme de operare diferite pe un singur computer. Așa cum am menționat, hypervisorii permit interacțiunea VM-urilor cu computerele fizice, separându-le și alocând resurse precum memoria și procesorul.
Avantaje 👍
- Securitate de izolare completă – Mașinile virtuale funcționează izolat, ca sisteme autonome, fiind imune la exploatări și întreruperi de la alte mașini virtuale. Un atac asupra unei mașini virtuale individuale este izolat, prevenind contaminarea celorlalte.
- Dezvoltare interactivă – În general, containerele sunt definiții statice ale dependențelor și configurațiilor necesare pentru a rula. Mașinile virtuale sunt dinamice, permițând dezvoltarea interactivă. După specificarea necesităților hardware, poți considera VM-ul un computer obișnuit. Poți instala manual software și captura configurația stării curente. Instantaneele VM-urilor pot fi folosite ca control al versiunii și pentru a restaura mașina virtuală la un anumit punct sau pentru a porni alte mașini cu configurația necesară.
Dezavantaje 👎
- Viteză de iterare – Mașinile virtuale sunt software full-stack și necesită timp pentru a fi construite. Modificările într-un instantaneu de mașină virtuală pot dura până când sunt validate.
- Costul dimensiunii stocării – VM-urile ocupă mult spațiu de stocare, crescând rapid la gigaocteți. Aceasta duce la o lipsă de spațiu pe computerul care le găzduiește.
Furnizori populari de mașini virtuale
Iată câțiva furnizori populari de mașini virtuale:
- Virtualbox – Virtualbox este una dintre cele mai stabilite platforme de mașini virtuale. Ecosistemul său are instrumente suplimentare pentru dezvoltarea și distribuirea imaginilor VM. Este un sistem de emulare a arhitecturii gratuit și open-source, deținut de Oracle.
- VMware – VMware este construit pe arhitectura hardware x86 și este o companie listată la bursă. Această soluție vine cu un hypervisor pentru implementarea și gestionarea mașinilor virtuale. Este preferată pentru interfața sa robustă și pentru instrumentele eficiente pentru întreprinderi.
Containere vs. Mașini virtuale
Deși mașinile virtuale există de mult timp, ele sunt înlocuite de containere pentru scopuri similare. Am analizat avantajele și dezavantajele ambelor. Iată principalele diferențe:
| Caracteristică | Containere | Mașini virtuale |
| Dimensiune și portabilitate | Mici și ușor de portat. Ocupă spațiu în megaocteți. Pot fi mutate pe diferite computere. | Mari și mai puțin portabile, fiecare având propriul sistem de operare. Ocupă mult spațiu, măsurat în gigaocteți. Nu sunt portabile. |
| Sistem de operare | Nu au propriul sistem de operare, partajând cu sistemul gazdă. | Au propriul sistem de operare, permițând rularea de programe incompatibile cu sistemul de operare gazdă, rularea mai multor programe pe sisteme de operare diferite și rularea de aplicații care nu pot partaja resursele și funcționalitățile sistemului de operare. |
| Viteza de pornire | Rulează mai rapid, datorită sistemului de operare deja pornit. Durează câteva secunde. | Sunt lente, deoarece trebuie să pornească mai întâi propriile sisteme de operare. Durează câteva minute. |
| Acces la resurse | Au acces la toate resursele mașinii gazdă. | Folosesc resursele specifice alocate de hypervisor. |
| Securitate | Mai puțin sigure. Sunt vulnerabile atunci când sistemul de operare gazdă este compromis. | Oferă o mai bună izolare. |
| Implementare | Ușoară. Sunt autonome, ușor de implementat, mutat sau actualizat. | Complexă, necesitând mai mult timp pentru dezvoltare. Implementarea este, de asemenea, dificilă. |
| Cost | Mai mic, datorită cerințelor mai mici. | Mai mare, datorită necesității de resurse și complexitate ridicată. |
Cum să folosești containere și mașini virtuale simultan?
Este posibilă utilizarea containerelor și mașinilor virtuale în același timp, deși cazurile practice sunt limitate. Poți crea un VM pentru a emula anumite configurații hardware și pentru a instala un sistem de operare.
După pornirea și funcționarea completă a sistemului de operare al VM-ului, poți instala containere pe sistemul de calcul emulat cu hardware specific.
Un exemplu bun este experimentarea cu un sistem de implementare a cipurilor. Unele metode populare pentru dispozitivele de calcul pe cip, cum ar fi plăcile de dezvoltare BeagleBone și Raspberry Pi, pot fi emulate ca mașini virtuale, pentru a testa containere operaționale înainte de testarea hardware-ului real.
Un alt avantaj al acestei combinații este securitatea crescută. De exemplu, poți implementa containere în mașini virtuale. Imaginează-ți 10 containere implementate pe un computer. Dacă acesta este compromis, toate cele 10 containere sunt afectate. Soluția este distribuirea celor 10 containere pe 10 mașini virtuale. Dacă o mașină virtuală este compromisă, restul aplicației continuă să funcționeze.
Concluzie
Dacă ai specificații hardware precise sau dezvolți pe un hardware și îl vizezi pe altul (de exemplu, Windows vs. MacOS), cel mai bine este să folosești mașini virtuale. În alte cazuri, când cerințele sunt „doar software”, containerele sunt cea mai bună opțiune.
În general, oricare dintre alegeri va satisface necesitățile. Pentru a face cea mai bună alegere, înțelege necesitățile tale de resurse și compromisurile asociate. Instrumentul potrivit va depinde de proiectul tău.
Dacă ai nevoie de o implementare rapidă și eficientă, containerele sunt cea mai bună alegere. Dacă trebuie să virtualizezi un sistem de operare complet pe hardware, VM-urile sunt preferabile. Dacă vrei să maximizezi securitatea, combinația dintre cele două este cea mai bună, însă vine cu un cost mai mare.
Atât containerele, cât și mașinile virtuale sunt soluții valide, iar specificațiile tale trebuie să fie factorul decisiv în alegerea soluției. Dacă ai nevoie de mai multă îndrumare, te sfătuiesc să cercetezi în profunzime Docker vs.