Behållare vs. virtuella maskiner: Förklara skillnaderna [2023]

av

Har du precis börjat med visualiseringsverktyg? Eller hacka dig igenom teknikkonversationen på containrar och virtuella maskiner.

Virtualisering innebär en process där enskilda resurser som RAM, CPU, nätverk och diskar kan ”virtualiseras” och betraktas som flera resurser. Den viktigaste skillnaden är att behållare bara kan virtualisera mjukvarulager byggda över operativsystemnivån. Däremot kan virtuella maskiner virtualisera hela maskiner till hårdvaruskikten.

Även om det finns en tydlig skillnad finns det en lista över likheter mellan containrar och virtuella maskiner, inklusive hur de förbättrar IT-effektiviteten, gör portabiliteten till applikationer, förbättrar DevOps och mjukvaruutvecklingens livscykel (SDLC). Mer om detta senare.

Det här inlägget bryter ner behållare och virtuella maskiner, dyker in i fördelarna med båda och avslutar med en kommentar om att välja rätt verktyg baserat på dina behov. Det förutsätter också att du har förkunskaper om behållare och virtuella maskiner. Om du inte har det är det fortfarande ett utmärkt ställe att börja.

Virtualiseringens historia

Före spridningen av containrar var virtuella maskiner den enda lösningen för att isolera miljöer inom en fysisk infrastruktur. Men det var inte förrän 2013 som Docker släppte sin första containeriseringsprogramvara.

Och sedan dess har du kanske märkt det omfattande intresset för containrar och hur de formar molnlandskapet.

Många utvecklare har fått mer intresse, särskilt för fördelarna med den smidiga utvecklingen som erbjuds av containrar. Du bör dock notera att behållare och virtuella maskiner bygger på att optimera resurser i befintlig fysisk infrastruktur.

Hur virtualisering fungerar

Virtualisering innebär att man använder programvara för att skapa ett abstraktionslager över datorhårdvara, vilket gör att hårdvaruelementen, säg särskilt från en dator, kan delas upp i flera datorer. Sådan programvara kallas hypervisor.

Hypervisor gör att olika operativsystem kan köras samtidigt och dela gemensamma fysiska datorresurser. När den används på fysiska datorer eller servrar i datacenter, kommer den att göra det möjligt för fysiska datorer att separera datoroperativsystem (OS) och applikationer från hårdvaran. Efteråt kan den dela upp sig själv i flera ”virtuella maskiner”.

Vad är en container?

Källa: docker.com

Behållare är en lättviktig, smidig metod för att hantera virtualisering. Och eftersom de inte behöver hypervisorer ger de dig rätt till snabbare tillhandahållande av resurser och snabb tillgänglighet för nya applikationer.

Du kan också se behållare som mjukvarupaket som innehåller beroenden som krävs för att köra det hanterade programmet.

Beroendena inkluderar systembibliotek, externa (tredje parts) kodpaket och inkluderingen av alla andra applikationer på operativsystemnivå. Alla beroenden som ingår i en behållare finns i stacknivåer högre än operativsystemen.

Fördelar 👍

  • Iterationshastighet – Behållare är lätta och inkluderar endast programvara på hög nivå; de är lätta att justera och du kan snabbt upprepa dem. Containers erbjuder också snabb mjukvaruleverans tack vare testdriven utveckling och tillgänglighet.
  • Robust ekosystem – I de flesta fall tillhandahåller containerruntime-system ett redan värd för offentligt lager av färdiga containrar. Förvaret innehåller olika populära mjukvaruapplikationer som databasen och meddelandesystem som kan laddas ner och distribueras, vilket minskar tiden för utvecklingsteam.
  • Skalning – Containers är att föredra för deras förmåga att hantera stora volymer av arbetsbelastning och trafik. Informationsteknikexperter (IT) kan använda behållare för att hantera och tillhandahålla molninfrastruktur på ett resurseffektivt sätt som underlättar flexibel användning.
  • Mikrotjänster – Behållare är idealiska om du vill distribuera flera mikrotjänster. Mikrotjänster involverar mindre komponenter som är en del av din primära applikation eller programvara. När du paketerar varje mikrotjänst som en behållare har du rätt till sömlös distribution, skalning och hantering.

    • Nackdelar 👎

  • Utnyttjande av delad värd – Eftersom behållare delar ett gemensamt underliggande hårdvarusystem byggt under operativsystemlagret, finns det en möjlighet att en exploatering i en behållare kan bryta och sprida sig, vilket påverkar den underliggande hårdvaran. Det faktum att de flesta containrar har offentliga förråd av förbyggda containrar innebär också en säkerhetsrisk. Risken realiseras i de fall där en komprometterad eller utnyttjad offentlig bild fungerar som en sårbarhet som riskerar cybersäkerhetsattacker.
  • Kör endast ett operativsystem – Om du är den sorten som bara använder ett operativsystem, låter containrar dig köra tidigare versioner, vilket är bra. Behållare är dock inte det bästa alternativet om du riktar in dig på olika operativsystem.

    • Här är några välkända containerleverantörer:

  • Docker – Docker är världens mest använda containerlösning. Docker Hub är ett stort förråd för de mest populära containeriserade applikationerna. Du kan ladda ner behållare från Docker Hub och distribuera en lokal Docker-runtime.
  • Linux Containers (LXC) – Linux Containers-projektet ligger bakom Linux containerruntime med öppen källkod. LXC isolerar operativsystemsprocesser från varandra. Om du gräver djupare i Docker kommer du att upptäcka att Docker använder LXC i sin underliggande arkitektur.

    • Vad är en virtuell maskin?

    Källa: docker.com

    Virtuella maskiner (VM), å andra sidan, är stora (tunga) mjukvarupaket som tillhandahåller komplett emulering av hårdvaruutrustning på låg nivå som centralprocessorn (CPU), disk och nätverksenheter.

    Med virtuella datorer kan du köra flera maskiner på olika operativsystem men ändå på en enda dator. Som nämnts tidigare är hypervisorer hur virtuella datorer interagerar med fysiska datorer. Hypervisorer separerar virtuella datorer från varandra och fördelar resurser som minne och processorer mellan dem.

    Fördelar 👍

  • Full Isolation Security – Virtuella maskiner fungerar isolerat som helt fristående system, immuna mot utnyttjande och avbrott från andra virtuella maskiner. Om en attack startas på en enskild virtuell maskin, är den isolerad, vilket gör det omöjligt att kontaminera angränsande virtuella maskiner.
  • Interaktiv utveckling – Ofta är behållare statiska definitioner av förväntade beroenden och konfigurationer som behövs för att köra behållaren. Virtuella maskiner är dynamiska, vilket möjliggör interaktiv utveckling. När du har specificerat dina hårdvarubehov, betrakta den virtuella maskinen som en bara-bones-dator. Du kan installera programvara manuellt och använda den virtuella maskinen för att fånga den aktuella tillståndskonfigurationen. Den virtuella maskinens ögonblicksbilder kan användas som en versionskontroll och, om det behövs, för att återställa den virtuella maskinen till en viss tidsprogramvara eller spinna upp ytterligare maskiner med en nödvändig konfiguration.

    • Nackdelar 👎

  • Iterationshastighet – Virtuella maskiner är fullstackprogramvara och tar därför tid att bygga. Ändringar i en ögonblicksbild av en virtuell maskin kan ta tid att upprepa och validera att de senaste uppdateringarna fungerar som förväntat.
  • Lagringsstorlekskostnad – Med utgångspunkt från det faktum att virtuella datorer är full-stack-programvara igen, förväntar du dig förmodligen att de är betydande. Ja, de tar upp mycket lagringsutrymme och växer snabbt till gigabyte. Effekten är en brist på utrymme på antingen den maskin som är värd för de virtuella datorerna.

    • Här är några populära leverantörer av virtuella maskiner:

  • Virtualbox – Virtualbox är en av de mest etablerade virtuella maskinplattformarna. Virtualbox-ekosystemet har ytterligare verktyg för att utveckla och distribuera virtuella maskinbilder. Det är ett gratis arkitekturemuleringssystem med öppen källkod som ägs av Oracle.
  • VMware – VMware är byggt på x86-arkitekturens hårdvara och är ett börsnoterat företag. Denna lösning kommer med en hypervisor för att distribuera och hantera virtuella maskiner. Det föredras för sitt robusta användargränssnitt (UI) för att hantera virtuella maskiner och ett effektivt företagsverktyg som erbjuder supportfunktioner.

    • Behållare kontra virtuella maskiner

    Medan virtuella maskiner har funnits lika länge, ersätts de av behållare för liknande ändamål. Du har sett fördelarna och nackdelarna med båda teknikstackarna. Här är de primära skillnaderna.

    FeatureContainers Virtuella maskiner Stora och mindre bärbara baserat på att varje virtuell dator har sitt operativsystem. Virtuella maskiner tar stor plats, mätt i gigabyte.
    VM:er är inte bärbara. Har inte ett eget operativsystem. Har sina egna operativsystem och utför därmed extra uppgifter inklusive; köra program som är inkompatibla med värdoperativsystemet, flera program på olika operativsystem och exekvera applikationer som inte kan dela operativsystemresurser och funktioner. Storlek och portabilitet Liten och portabel på grund av det delande operativsystemet. Behållare tar upp utrymme mätt i megabyte.
    Behållare kan flyttas över olika datorer. Behållare kör snabbare än virtuella maskiner på grund av deras redan körande operativsystem. Det tar sekunder att köra.VM:ar med hastighet vid uppstart är långsamma eftersom de måste starta upp sina egna operativsystem först. Det tar flera minuter att starta upp. Priset på virtuella datorer är relativt högre – det höga behovet av resurser och komplexitetsnivåer och en hög kostnad. Tillgång till resurserContainrar har tillgång till alla resurser i värddatorn. Virtuella datorer använder de specifika resurser som tilldelats dem av hypervisorn.Säkerhet Mindre säker. Behållare som körs på en delad värdprogramvara är sårbara när värdoperativsystemet äventyras.Komplex distribution; komplexitetsnivån hos virtuella datorer indikerar att de behöver mer tid för utveckling. Implementering är inte annorlunda.Deployment Enkel implementering; detta är på grund av dess natur, ”fristående”, och det är lite lätt att distribuera, flytta eller uppgradera. Priset på virtuella datorer är relativt högre. Det höga behovet av resurser och komplexitetsnivåer, tillsammans med det, är en hög kostnad. Kostnad Priset på containrar är relativt lägre eftersom det finns färre krav än i virtuella datorer. Priset på virtuella datorer är relativt högre – det höga behovet av resurser och komplexitet nivåer, tillsammans med det en hög kostnad.

    Hur man använder behållare och virtuella maskiner samtidigt

    Om du har undrat om det är möjligt att använda containrar och virtuella maskiner tillsammans eller inte, är svaret ja. Även om de praktiska fallen är begränsade. Du kan skapa en virtuell dator för att emulera specifika maskinvarukonfigurationer och installera ett operativsystem.

    När din virtuella dator startar operativsystemet och är fullt fungerande är du nu utrustad med ett emulerat beräkningssystem med specifik hårdvara som du kan installera behållare på.

    Ett bra exempel för att illustrera denna konfiguration är att experimentera med ett system för chipplaceringar. Några populära metoder för on-chip beräkningsenheter som BeagleBone utvecklingskort och Raspberry Pi kan emuleras som virtuella maskiner för att experimentera med operativa (körande) behållare innan de testas på faktisk hårdvara.

    En annan fördel med att använda föreningen av behållare och virtuella maskiner är att öka säkerheten. Du kan till exempel distribuera behållare i virtuella maskiner. Tänk på ett exempel där tio behållare är utplacerade på en dator för att visa hur detta är användbart.

    Om datorn äventyras riskerar du att påverka de tio containrarna. Lösningen uppnås genom att de tio behållarna fördelas över tio virtuella maskiner. Om en virtuell maskin äventyras fungerar de andra delarna av systemapplikationen fortfarande vanligtvis.

    Slutord

    Om du har exakta hårdvaruspecifikationer för ditt projekt eller utvecklar på en hårdvara och fortfarande riktar in dig på en annan, som Windows vs. MacOS, skulle det vara bäst att använda virtuella maskiner. I andra fall där kraven är ”endast programvara” skulle det bästa alternativet vara att använda behållare.

    I de flesta fall kommer dina behov att tillfredsställas av något av dina val. För att välja den bästa, förstå dina resursbehov och de associerade avvägningarna. Rätt verktyg kommer därför att bero på ditt projekt.

    Om du behöver snabb och effektiv driftsättning är containrar ditt bästa val. Om din organisation behöver virtualisera ett komplett operativsystem på hårdvara är virtuella datorer de bästa. Och om du vill maximera säkerheten skulle en kombination av båda vara bäst; det har dock en tillhörande kostnad.

    Slutligen är både behållare och virtuella maskiner giltiga lösningar. Dina specifikationer bör dock vara den avgörande vägledande faktorn. Om du fortfarande behöver mer vägledning och djupgående förståelse, skulle jag föreslå att du går till Docker vs. virtuell maskin.