فهم الاختلافات بين Docker والأجهزة الافتراضية

مقدمة إلى Docker والأجهزة الافتراضية

تعد أجهزة Docker والأجهزة الافتراضية (VMs) من الأدوات الشائعة لنشر التطبيقات، ولكنها تعمل بطرق مختلفة بشكل أساسي. يجد العديد من المطورين أنفسهم في حيرة من أمرهم بشأن كيفية قيام Docker بتوفير نظام ملفات كامل وشبكات معزولة وميزات أخرى دون العبء المرتبط عادةً بالأجهزة الافتراضية.

تهدف هذه المقالة إلى توضيح الفروق بين Docker والأجهزة الافتراضية التقليدية، موضحة سبب اعتبار Docker غالبًا أكثر خفة الوزن وأسهل لنشر البرامج. سنتعمق في التقنيات الأساسية والفوائد العملية لاستخدام Docker في بيئات الإنتاج.

استكشاف Dockerfile وVagrantfile

في الأمثلة المقدمة، أوضحنا أولاً كيفية إنشاء ملف Dockerfile لنشر تطبيق Node.js. يبدأ ملف Dockerfile بتحديد الصورة الأساسية بامتداد FROM الأمر، في هذه الحالة، باستخدام وقت تشغيل Node.js الرسمي. يتم ضبط دليل العمل داخل الحاوية باستخدام الأمر WORKDIR الأمر، الذي يضمن تنفيذ الأوامر اللاحقة في الدليل المحدد. ال COPY يتم استخدام الأمر لنقل ملفات package.json ورمز التطبيق إلى الحاوية. ال RUN يقوم الأمر بعد ذلك بتثبيت التبعيات الضرورية داخل الحاوية. نكشف عن المنفذ الذي يعمل عليه التطبيق باستخدام EXPOSE الأمر، وأخيرا، CMD يحدد الأمر الأمر لتشغيل التطبيق عند بدء تشغيل الحاوية.

بالنسبة لمثال Vagrantfile، يبدأ التكوين بتحديد المربع الأساسي بالملحق config.vm.box الأمر هنا باستخدام Ubuntu 20.04. يتم تكوين إعدادات الشبكة باستخدام config.vm.network الأمر، الذي يعيد توجيه المنفذ 8080 على المضيف إلى المنفذ 80 على الجهاز الظاهري الضيف، مما يسمح بالوصول الخارجي إلى الخدمات التي تعمل على الجهاز الافتراضي. ال config.vm.provision يتم استخدام الأمر لتشغيل برنامج نصي shell يقوم بتحديث قائمة الحزم وتثبيت Apache2، وتزويد الجهاز الافتراضي بالبرامج الضرورية. تعرض هذه الأوامر الخطوات الأساسية لإعداد بيئة VM، مما يوفر نهجًا أكثر تقليدية مقارنة بالبيئة الحاوية التي توفرها Docker.

# Use an official Node.js runtime as a parent image
FROM node:14

# Set the working directory inside the container
WORKDIR /usr/src/app

# Copy package.json and package-lock.json to the container
COPY package*.json ./

# Install the application dependencies inside the container
RUN npm install

# Copy the rest of the application code to the container
COPY . .

# Expose the port the app runs on
EXPOSE 8080

# Define the command to run the app
CMD ["node", "app.js"]

# -*- mode: ruby -*-
# vi: set ft=ruby :

# All Vagrant configuration is done below. The "2" in Vagrant.configure
# configures the configuration version (we support older styles for
# backwards compatibility). Please don't change it unless you know what
# you're doing.
Vagrant.configure("2") do |config|
  # Use Ubuntu 20.04 as the base box
  config.vm.box = "ubuntu/focal64"

  # Forward port 8080 on the host to port 80 on the guest
  config.vm.network "forwarded_port", guest: 80, host: 8080

  # Provision the VM with a shell script
  config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL
    sudo apt-get update
    sudo apt-get install -y apache2
  SHELL
end

فهم عامل الإرساء والأجهزة الافتراضية

يكمن أحد الفروق الرئيسية بين Docker والأجهزة الافتراضية (VMs) في كيفية استخدام موارد النظام. تعمل الأجهزة الافتراضية على برنامج Hypervisor، الذي يحاكي الأجهزة ويسمح بتشغيل أنظمة تشغيل متعددة بشكل متزامن على جهاز مضيف. يتطلب ذلك أن يتضمن كل جهاز افتراضي نظام تشغيل ضيف كاملاً ومجموعة المكتبات والثنائيات الخاصة به. ولا يستهلك هذا موارد كبيرة للنظام فحسب، بل يزيد أيضًا من الحجم الإجمالي وتعقيد النشر والصيانة.

في المقابل، تستفيد Docker من تقنية النقل بالحاويات، والتي تسمح لحاويات متعددة بمشاركة نفس نواة نظام التشغيل. تعمل كل حاوية كعملية معزولة في مساحة المستخدم. وهذا يعني أن الحاويات أخف بكثير وأسرع في بدء التشغيل مقارنة بالأجهزة الافتراضية، لأنها لا تحتاج إلى تشغيل نظام تشغيل كامل. يحقق Docker عزل نظام الملفات من خلال نظام ملفات متعدد الطبقات، حيث تحتوي كل حاوية على طبقة نظام ملفات خاصة بها أعلى الصورة الأساسية. تتم معالجة عزل الشبكة باستخدام مساحات الأسماء، مما يسمح لـ Docker بتوفير بيئات شبكات معزولة لكل حاوية دون الحمل المرتبط بالأجهزة الافتراضية.

تلخيص Docker مقابل الأجهزة الافتراضية

عند مقارنة Docker والأجهزة الافتراضية، يكمن الاختلاف الأساسي في استخدام الموارد وكفاءة النشر. تعمل الأجهزة الافتراضية بنظام تشغيل ضيف كامل وبرنامج Hypervisor، مما يؤدي إلى استهلاك أعلى للموارد. على العكس من ذلك، تتشارك حاويات Docker في نواة نظام التشغيل المضيف، مما يؤدي إلى حل أكثر خفة الوزن ومرونة. يحقق Docker بيئات معزولة من خلال نظام ملفات متعدد الطبقات ومساحات أسماء للشبكات، مما يسمح له بتوفير وظائف مماثلة للأجهزة الافتراضية دون الحمل المرتبط بها. وهذا يجعل نشر البرامج على صور Docker أكثر كفاءة واتساقًا وأسهل في الإدارة في بيئات الإنتاج المختلفة.