Docker ir virtualios mašinos
Yra dvi pagrindinės technologijos, skirtos programų diegimui – „Docker“ ir virtualios mašinos (VM). Abos technologijos suteikia galimybes izoliuoti programas ir išteklius, tačiau skiriasi savo požiūriu ir taikymo sritimis. Šiame straipsnyje pateiksime bendrą apžvalgą apie tai, kas yra bendra „Docker“ ir virtualioms mašinoms, kuo jos skiriasi, kokie yra kiekvienos iš jų privalumai ir trūkumai bei kokiose srityse jos naudojamos.
Kas yra „Docker“?
„Docker“ yra virtualizacijos sprendimas, leidžiantis pakuoti ir vykdyti programas bei jų priklausomybes konteineriuose. „Docker“ konteineris yra izoliuota aplinka, kurioje yra visi programos komponentai, įskaitant operacinę sistemą, vykdymo aplinką, bibliotekas ir konfigūracijas. Konteineris gali būti vykdomas bet kurioje sistemoje su „Docker“, nepriklausomai nuo pagrindinės infrastruktūros skirtumų. Kai kurie „Docker“ privalumai yra greitas programų diegimas, paprastas mastelio keitimas ir mažesnis išteklių naudojimas nei kitų virtualizacijos technologijų, pvz., virtualių mašinų.
Kas yra virtualioji mašina (VM)?
Virtualios mašinos (VM) yra dar vienas būdas virtualizuoti programas. VM yra fizinių kompiuterinių platformų programinės įrangos emuliacijos, kurios leidžia viename fiziniame serveryje paleisti kelias operacines sistemas ir programas. Jos naudojamos įvairiais tikslais, įskaitant:
- Serverių konsolidavimas: įmonės gali konsoliduoti kelis serverius viename fiziniame serveryje, kad efektyviai naudotų aparatinę įrangą ir sumažintų išlaidas.
- Kūrimas: kūrėjai gali naudoti virtualias mašinas, kad imituotų skirtingas operacines sistemas ir kūrimo aplinkas, siekdami kurti ir testuoti programas. Programų izoliavimas: virtualios mašinos leidžia vykdyti programas ir jų priklausomybes izoliuotose aplinkose, o tai padidina saugumą ir sumažina programų konflikto riziką. Saugumas: virtualios mašinos dažnai naudojamos skirtingiems atakų scenarijams imituoti ir saugumo koncepcijoms testuoti.
Ką bendro turi „Docker“ ir virtualios mašinos?
„Docker“ ir virtualios mašinos naudoja iš esmės skirtingus metodus, tačiau turi nemažai bendrų bruožų, ypač perkeliamumo, vaizdų ir versijų valdymo srityse.
Perkeliamumas
Tiek „Docker“, tiek virtualios mašinos yra itin lengvai perkeliamos ir leidžia sklandžiai vykdyti programas bei jų priklausomybes skirtingose sistemose ir platformose. „Docker“ konteinerius galima paleisti bet kurioje sistemoje, kurioje yra „Docker“. Panašiai, virtualias mašinas galima diegti skirtinguose hipervizoriuose ir debesų platformose, jei ta aplinka palaiko atitinkamą virtualizacijos technologiją.
Vaizdai
Kitas Docker ir virtualių mašinų panašumas yra jų vaizdų koncepcija. VM ir Docker vaizdai veikia kaip šablonai, apibūdinantys programos ar operacinės sistemos būseną ir konfigūraciją. Abiem atvejais vaizdai gali būti versijuojami ir valdomi, kad būtų galima stebėti ir prižiūrėti skirtingas programos ar operacinės sistemos versijas. Tai leidžia kūrėjams užtikrinti nuoseklius ir atkuriamus diegimus bei sistemingai stebėti programų ir sistemos konfigūracijų pakeitimus. Vaizdų naudojimas taip pat supaprastina bendradarbiavimą tarp kūrimo, testavimo ir gamybos, nes kūrėjai ir operacijų komandos gali naudoti tuos pačius vaizdus, kad užtikrintų nuoseklų programų diegimą skirtingose aplinkose.
Versijų valdymas
Tiek „Docker“, tiek virtualios mašinos palaiko vaizdų versijų valdymą, kuris supaprastina kūrimo procesą ir užtikrina nuoseklų programų diegimą. Versijų valdymas leidžia kūrėjams stebėti ir atšaukti vaizdų pakeitimus, užtikrinant programų stabilumą ir patikimumą.
Kuo skiriasi „Docker“ ir virtualios mašinos?
Nors „Docker“ ir virtualios mašinos naudojamos programoms paleisti įvairiose aplinkose, jos tai daro skirtingais būdais. Toliau pateikiame keletą pagrindinių skirtumų.
Tikslai
Pagrindinis „Docker“ tikslas – diegti programas ir paslaugas konteineriuose, kurie užtikrina izoliuotą, perkeliamą aplinką. „Docker“ siekia didinti programų efektyvumą ir mastelį bei supaprastinti jų diegimą.
Priešingai, virtualios mašinos suteikia visiškai virtualizuotą aplinką, kurioje viename serveryje galima vykdyti kelias operacines sistemas. Jos skirtos tam, kad vartotojai galėtų sukurti izoliuotą virtualią aplinką, nepriklausomą nuo pagrindinės aparatinės įrangos.
Architektūra
„Docker“ konteineriams ištekliai bendrai naudojami su pagrindine operacine sistema ir jos branduoliu. Tai reiškia, kad jie turi mažiau papildomų išlaidų ir greičiau paleidžiami nei virtualios mašinos.
Virtuali mašina imituoja visą aparatinę aplinką ir turi savo operacinės sistemos instancą, kuri yra nepriklausoma nuo pagrindinės operacinės sistemos ir kitų virtualių mašinų. Tai užtikrina didesnį izoliavimą, tačiau reikalauja daugiau išteklių ir užtrunka ilgiau paleisti nei konteineriai.
Saugumas
„Docker“ konteineriams naudojamas tas pats branduolys kaip ir pagrindinei operacinei sistemai, o tai gali kelti saugumo riziką. Konteinerių atvaizdas, kuriame yra klaidų ar kenkėjiškų programų, gali turėti įtakos visai pagrindinei sistemai.
Priešingai, VM veikia savo operacinėje sistemoje, todėl yra labiau izoliuotos. Tai užtikrina aukštesnį saugumo lygį, nes atakos prieš VM paprastai paveikia tik tą VM.
Ištekliai
„Docker“ konteineriams ištekliai bendrai naudojami su pagrindine operacine sistema, todėl užtikrinamas efektyvesnis aparatinės įrangos naudojimas. Tačiau gali būti sunku izoliuoti daug išteklių reikalaujančius darbo krūvius.
Kiekviena VM turi savo išteklius, kurie yra visiškai izoliuoti nuo kitų VM. Tai leidžia tiksliau valdyti išteklius ir izoliuoti darbo krūvius.
Našumas
Docker konteinerių našumas paprastai yra didesnis, o paleidimo laikas trumpesnis nei VM.
Dėl visiškai virtualizuotų aplinkų VM turi daugiau papildomų išlaidų ir ilgesnį paleidimo laiką. Tačiau jos yra geresnės išteklių intensyviems darbo krūviams, kuriems reikalinga patikima izoliacija.
Perkeliamumas
Docker konteinerius galima lengvai perkelti iš vienos aplinkos į kitą, jei tik tikslinis kompiuteris turi Docker.
VM atvaizdai yra mažiau perkeliamai, nes juose yra visa operacinė sistema, o ne tik viena programa. Perkelti VM tarp skirtingų hipervizorių paprastai reikia konvertuoti.
Kokie yra „Docker“ privalumai, palyginti su virtualiosiomis mašinomis?
Dėl aukščiau išvardytų skirtumų „Docker“ ir virtualios mašinos turi skirtingų privalumų ir tinka skirtingiems naudojimo atvejams.
Docker privalumai
- Lengvi konteineriai: „Docker“ konteineriai naudoja mažiau išteklių nei VM. Jie leidžia greitai diegti programas ir efektyviai naudoti išteklius.
- Perkeliamumas: „Docker“ konteineriai yra perkeliamieji ir gali būti vykdomi skirtingose sistemose ir debesų platformose, jei aplinka palaiko „Docker“. Tai palengvina programų diegimą ir mastelio keitimą skirtingose aplinkose.
- Greitas diegimas: „Docker“ leidžia greitai diegti programas naudojant konteinerių technologiją. Kūrėjai gali greitai kurti, paleisti ir sustabdyti konteinerius, o tai pagreitina kūrimą ir diegimą.
- Paprastas koordinavimas: „Docker“ įrankiai, tokie kaip „Docker Swarm“ ir „Kubernetes“, palengvina konteinerių koordinavimą. Jie leidžia paskirstyti konteinerius tarp kelių šeimininkų, automatizuoti mastelio keitimą ir užtikrinti patikimumą.
- Mikro paslaugų architektūra: „Docker“ tinka mikro paslaugų architektūrų įgyvendinimui, nes leidžia izoliuoti ir diegti atskiras paslaugas konteineriuose. Tai pagerina programų mastelį, priežiūrą ir lankstumą.
Virtualiųjų mašinų privalumai
- Didesnė izoliacija: virtualios mašinos užtikrina didesnę atskirų VM izoliaciją, nes kiekviena VM turi savo operacinę sistemą ir išteklius. Tai padidina saugumą ir sumažina atakų bei duomenų nutekėjimo riziką.
- Visiška virtualizacija: VM leidžia naudoti skirtingas operacines sistemas tame pačiame fiziniame serveryje, o tai padidina skirtingų operacinių sistemų ir programų suderinamumą.
- Senosios programos: VM gali būti naudojamos senosioms programoms, kurioms reikalinga speciali operacinės sistemos aplinka, paleisti. Jos leidžia paleisti senas programas dabartinėse aparatinės įrangos platformose, nepaveikiant aplinkos stabilumo.
- Tikslus išteklių valdymas: VM leidžia tiksliau valdyti išteklius, nes kiekviena VM turi savo išteklius, kuriuos galima valdyti atskirai. Tai leidžia tiksliau kontroliuoti išteklių paskirstymą ir naudojimą.
- Saugai svarbios programos: VM puikiai tinka saugai svarbių programų, kurioms reikalingas aukštas izoliacijos ir saugumo lygis, veikimui. Operacinių sistemų ir išteklių atskyrimas sumažina saugumo riziką.
Kas tinka jūsų projektui? Docker vs virtualios mašinos
Sprendimas rinktis „Docker“ ar virtualias mašinas priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant programos tipą, saugumo reikalavimus ir reikalingą lankstumą. Todėl svarbu įvertinti kiekvienos iš minėtų technologijų privalumus ir pasirinkti tą, kuri geriausiai atitinka jūsų projekto poreikius.
„Docker“ ypač tinka programoms, turinčioms:
- trumpi diegimo ciklai
- riboti išteklių poreikiai mikro paslaugų architektūrai
- greitas mastelio keitimas
- išsklaidyta fizinė infrastruktūra
VM yra puikiai tinka:
- operacinės sistemos su vienu fiziniu infrastruktūros elementu
- operacinių sistemų su skirtingais valdymo elementais nustatymas
- operacinių sistemų su konkrečiomis priklausomybėmis
- specialūs reikalavimai aparatinės įrangos ištekliams
- senosios programos, kurios neveikia šiuolaikinėse operacinėse sistemose