Containere vs. mașini virtuale: explicarea diferențelor [2023]

Tocmai ai început cu instrumentele de vizualizare? Sau piratați-vă drum prin conversația tehnologică despre containere și mașini virtuale.

Virtualizarea implică procesul în care resursele singulare, cum ar fi RAM, CPU, rețea și discurile pot fi „virtualizate” și considerate resurse multiple. Diferența cheie este că containerele pot virtualiza doar straturi de software construite deasupra nivelului sistemului de operare. În schimb, mașinile virtuale pot virtualiza mașini întregi la straturile hardware.

Deși există o distincție clară, există o listă de asemănări între containere și mașinile virtuale, inclusiv modul în care acestea îmbunătățesc eficiența IT, portabilitatea disponibilă la aplicații, îmbunătățesc DevOps și ciclul de viață al dezvoltării software (SDLC). Mai multe despre asta mai târziu.

Această postare defalcă containerele și mașinile virtuale, analizează beneficiile ambelor și se încheie cu o notă despre alegerea instrumentului potrivit în funcție de nevoile dvs. De asemenea, presupune că aveți cunoștințele prealabile despre containere și mașini virtuale. Dacă nu ați făcut-o, este totuși un loc excelent pentru a începe.

Istoria virtualizării

Înainte de proliferarea containerelor, mașinile virtuale erau singura soluție pentru izolarea mediilor dintr-o infrastructură fizică. Dar abia în 2013 Docker a lansat primul lor software de containerizare.

Și de atunci, este posibil să fi observat interesul extins pentru containere și modul în care acestea modelează peisajul cloud computing.

Mulți dezvoltatori au câștigat mai mult interes, în special în beneficiile dezvoltării agile oferite de containere. Cu toate acestea, trebuie să rețineți că containerele și mașinile virtuale sunt construite pe optimizarea resurselor din infrastructura fizică existentă.

Cum funcționează virtualizarea

Virtualizarea implică utilizarea software-ului pentru a crea un strat de abstractizare peste hardware-ul computerului, permițând elementelor hardware, să zicem în special dintr-un computer, să fie împărțite în mai multe computere. Un astfel de software se numește hypervisor.

Hypervisor permite diferitelor sisteme de operare să ruleze simultan, partajând resurse de calcul fizice comune. Când este utilizat pe computere fizice sau pe servere din centrele de date, va permite computerelor fizice să separe sistemele de operare (OS) și aplicațiile computerelor de hardware. Ulterior, se poate împărți în mai multe „mașini virtuale”.

Ce este un container?

Sursa: docker.com

Containerele sunt o metodă ușoară și agilă pentru gestionarea virtualizării. Și, deoarece nu au nevoie de hipervizori, vă oferă dreptul la o furnizare mai rapidă a resurselor și o disponibilitate rapidă pentru aplicații noi.

De asemenea, puteți vizualiza containerele ca pachete software care conțin dependențe necesare pentru a executa aplicația software a aplicației gestionate.

Dependențe includ biblioteci de sistem, pachete de cod externe (de la terți) și includerea tuturor celorlalte aplicații la nivel de sistem de operare. Toate dependențele incluse într-un container există la niveluri de stivă mai mari decât sistemele de operare.

Pro 👍

Viteza de iterare – Containerele sunt ușoare și includ doar software de nivel înalt; sunt ușor de reglat și le puteți repeta rapid. Containerele oferă, de asemenea, livrare rapidă a software-ului datorită dezvoltării bazate pe teste și disponibilității implementării.

Ecosistem robust – În cele mai multe cazuri, sistemele de rulare a containerelor oferă un depozit public deja găzduit de containere prefabricate. Depozitul conține diverse aplicații software populare, cum ar fi baza de date și sisteme de mesagerie, care pot fi descărcate și implementate, reducând timpul pentru echipele de dezvoltare.

Scalare – Containerele sunt preferate pentru capacitatea lor de a gestiona volume mari de volum de lucru și trafic. Experții în tehnologia informației (IT) pot folosi containere pentru a gestiona și furniza infrastructura cloud într-un mod eficient din punct de vedere al resurselor, facilitând utilizarea flexibilă.

Microservicii – Containerele sunt ideale dacă doriți să implementați mai multe microservicii. Microserviciile implică componente mai mici care fac parte din aplicația sau software-ul dumneavoastră principal. Când împachetați fiecare microserviciu ca container, aveți dreptul la implementare, scalare și gestionare fără probleme.

Contra 👎

Exploituri gazdă partajată – Deoarece containerele au în comun un sistem hardware de bază construit sub nivelul sistemului de operare, există posibilitatea ca un exploit dintr-un container să se spargă și să se răspândească, afectând hardware-ul de bază. De asemenea, faptul că majoritatea containerelor au depozite publice de containere prefabricate introduce un risc de securitate. Riscul este realizat în cazurile în care o imagine publică compromisă sau exploatată acționează ca o vulnerabilitate riscând atacuri de securitate cibernetică.

Rulează un singur sistem de operare – Dacă sunteți genul care folosește un singur sistem de operare, containerele vă permit să rulați versiuni anterioare, ceea ce este un lucru bun. Cu toate acestea, containerele nu sunt cea mai bună opțiune dacă vizați sisteme de operare diferite.

Furnizori populari de containere

Iată câțiva furnizori de containere cunoscuți:

Docker – Docker este soluția de containere cea mai adoptată la nivel mondial. Docker Hub este un depozit mare pentru cele mai populare aplicații containerizate. Puteți descărca containere din Docker Hub și puteți implementa un timp de execuție Docker local.

Linux Containers (LXC) – Proiectul Linux Containers se află în spatele rulării containerului cu sursă deschisă Linux. LXC izolează procesele sistemului de operare unul de celălalt. Dacă cercetați mai adânc în Docker, veți descoperi că Docker folosește LXC în arhitectura sa de bază.

Ce este o mașină virtuală?

Sursa: docker.com

Mașinile virtuale (VM), pe de altă parte, sunt pachete software mari (grele) care oferă o emulare completă a echipamentelor hardware de nivel scăzut, cum ar fi unitatea centrală de procesare (CPU), discul și dispozitivele de rețea.

VM-urile vă permit să rulați mai multe mașini pe sisteme de operare diferite, dar încă într-un singur computer. După cum am menționat mai devreme, hypervisorii sunt modul în care VM-urile interacționează cu computerele fizice. Hypervisorii separă VM-urile unele de altele și alocă resurse precum memoria și procesoarele între ele.

Pro 👍

Securitate de izolare completă – Mașinile virtuale funcționează izolat ca sisteme complet autonome, imune la exploatări și întreruperi de la alte mașini virtuale. Dacă un atac este lansat pe o mașină virtuală individuală, acesta este izolat, ceea ce face imposibilă contaminarea mașinilor virtuale învecinate.

Dezvoltare interactivă – Adesea, containerele sunt definiții statice ale dependențelor așteptate și ale configurațiilor necesare pentru a rula containerul. Mașinile virtuale sunt dinamice, permițând dezvoltarea interactivă. Odată ce ați specificat nevoile hardware, considerați mașina virtuală un computer simplu. Puteți instala manual software și puteți utiliza mașina virtuală pentru a captura configurația stării curente. Instantaneele mașinii virtuale pot fi utilizate ca control al versiunii și, dacă este necesar, pentru a restaura mașina virtuală la un anumit software de timp sau pentru a porni mașini suplimentare cu o configurație necesară.

Contra 👎

Viteza de iterare – Mașinile virtuale sunt software full-stack și, prin urmare, necesită timp pentru a fi construite. Modificările dintr-un instantaneu de mașină virtuală pot dura timp pentru a repeta și a valida că actualizările recente se comportă conform așteptărilor.

Costul dimensiunii stocării – Având în vedere faptul că VM-urile sunt din nou software full-stack, probabil că vă așteptați să fie semnificative. Da, ocupă mult spațiu de stocare și cresc rapid la gigaocteți. Efectul este o lipsă de spațiu pe mașina care găzduiește VM-urile.

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 Virtualbox are instrumente suplimentare pentru dezvoltarea și distribuirea imaginilor mașinilor virtuale. 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 cotată la bursă. Această soluție vine cu un hypervisor pentru implementarea și gestionarea mașinilor virtuale. Este preferat pentru interfața sa robustă cu utilizatorul (UI) pentru gestionarea mașinilor virtuale și un instrument eficient de întreprindere care oferă caracteristici de asistență.

Containere vs. Mașini virtuale

Deși mașinile virtuale există de atâta timp, ele sunt înlocuite cu containere în scopuri similare. Ați văzut avantajele și dezavantajele ambelor stive de tehnologie. Iată diferențele principale.

FeatureContainers Mașini virtualeMașini mari și mai puțin portabile, bazate pe fiecare VM care are sistemul său de operare. Mașinile virtuale ocupă spațiu mare, măsurat în gigaocteți.
VM-urile nu sunt portabile. Nu au propriul sistem de operare. Au propriile lor sisteme de operare și, astfel, efectuează sarcini suplimentare, inclusiv; rulează programe incompatibile cu sistemul de operare gazdă, programe multiple pe sisteme de operare diferite și execută aplicații care nu pot partaja resursele și funcționalitățile sistemului de operare. Dimensiune și portabilitateCotizații mici și portabile pentru sistemul de operare de partajare. Containerele ocupă spațiu măsurat în megaocteți.
Containerele pot fi mutate pe diferite computere. Containerele se execută mai repede decât mașinile virtuale datorită sistemului lor de operare care rulează deja. Este nevoie de câteva secunde pentru a rula. Viteza de pornire VM-urile sunt lente, deoarece trebuie să pornească mai întâi propriile sisteme de operare. Este nevoie de câteva minute pentru a porni. Prețul mașinilor virtuale este relativ mai mare — nevoia mare de resurse și niveluri de complexitate și un cost ridicat. Accesul la resurseContainerii au acces la toate resursele din mașina gazdă. Mașinile virtuale folosesc resursele specifice care le sunt alocate de către hypervisor.Securitate Mai puțin sigur. Containerele care rulează pe un software de operare gazdă partajată sunt vulnerabile atunci când sistemul de operare gazdă este compromis. Implementare complexă; nivelul de complexitate al VM-urilor indică faptul că au nevoie de mai mult timp pentru dezvoltare. Implementarea nu este diferită.DeploymentEasy deployment; acest lucru se datorează naturii sale, „autonom” și are o ușoară ușurință în implementare, mutare sau actualizare. Prețul VM-urilor este relativ mai mare. Nevoia mare de resurse și nivelurile de complexitate, împreună cu aceasta, reprezintă un cost ridicat. Cost Prețul containerelor este relativ mai mic, deoarece există mai puține cerințe decât în ​​VM. Prețul VM-urilor este relativ mai mare – nevoia mare de resurse și complexitate niveluri, împreună cu un cost ridicat.

Cum să utilizați containerele și mașinile virtuale simultan

Dacă v-ați întrebat dacă este sau nu posibil să folosiți împreună containerele și mașinile virtuale, răspunsul este da. Deși, cazurile practice sunt limitate. Puteți crea o VM pentru a emula anumite configurații hardware și pentru a instala un sistem de operare.

Odată ce VM-ul tău pornește sistemul de operare și este complet funcțional, acum ești echipat cu un sistem de calcul emulat cu hardware specific pe care poți instala containere.

Un exemplu bun pentru a ilustra această configurație este experimentarea cu un sistem pentru implementarea 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 experimenta containere operaționale (în funcționare) înainte de testarea hardware-ului real.

Un alt avantaj al folosirii uniunii containerelor și mașinilor virtuale este creșterea securității. De exemplu, puteți implementa containere în mașini virtuale. Luați în considerare un exemplu în care zece containere sunt implementate pe un computer pentru a demonstra cât de util este acest lucru.

Dacă computerul este compromis, riscați să afectați cele zece containere. Soluția este obținută prin distribuirea celor zece containere pe zece mașini virtuale. Dacă o mașină virtuală este compromisă, celelalte părți ale aplicației de sistem încă funcționează de obicei.

Cuvinte finale

Dacă aveți specificații hardware precise pentru proiectul dvs. sau dezvoltați pe un hardware și încă îl vizați pe altul, cum ar fi Windows vs. MacOS, cel mai bine ar fi să utilizați mașini virtuale. În alte cazuri în care cerințele sunt „numai software”, cea mai bună opțiune ar fi utilizarea containerelor.

În cele mai multe cazuri, nevoile dvs. vor fi satisfăcute de oricare dintre alegerile dvs. Pentru a alege cel mai bun, înțelegeți nevoile dvs. de resurse și compromisurile asociate. Prin urmare, instrumentul potrivit va depinde de proiectul dvs.

Dacă aveți nevoie de o implementare rapidă și eficientă, containerele sunt cea mai bună alegere. Dacă organizația dvs. trebuie să virtualizeze un sistem de operare complet pe hardware, VM-urile sunt cele mai bune. Și dacă doriți să maximizați securitatea, o combinație a ambelor ar fi cea mai bună; cu toate acestea, are un cost asociat.

În sfârșit, atât containerele, cât și mașinile virtuale sunt soluții valide. Cu toate acestea, specificațiile dvs. ar trebui să fie factorul de ghidare decisiv. Dacă mai aveți nevoie de mai multe îndrumări și înțelegere profundă, vă sugerez să mergeți la Docker vs.