Comprendre les diferències entre Docker i màquines virtuals

Introducció a Docker i màquines virtuals

Docker i màquines virtuals (VM) són eines populars per desplegar aplicacions, però funcionen de maneres fonamentalment diferents. Molts desenvolupadors es troben desconcertats per com Docker pot proporcionar un sistema de fitxers complet, xarxes aïllades i altres funcions sense la sobrecàrrega habitualment associada a les màquines virtuals.

Aquest article pretén aclarir les distincions entre Docker i les màquines virtuals tradicionals, explicant per què Docker sovint es considera més lleuger i més fàcil per desplegar programari. Aprofundirem en les tecnologies subjacents i els avantatges pràctics d'utilitzar Docker en entorns de producció.

Explorant Dockerfile i Vagrantfile

En els exemples proporcionats, primer vam demostrar com crear un Dockerfile per desplegar una aplicació Node.js. El Dockerfile comença especificant la imatge base amb el fitxer FROM comanda, en aquest cas, utilitzant un temps d'execució oficial de Node.js. La configuració del directori de treball dins del contenidor s'aconsegueix amb el WORKDIR comanda, que garanteix que les ordres posteriors s'executen al directori especificat. El COPY L'ordre s'utilitza per transferir els fitxers package.json i el codi de l'aplicació al contenidor. El RUN L'ordre instal·la les dependències necessàries dins del contenidor. Exposem el port en què s'executa l'aplicació utilitzant EXPOSE comandament i, finalment, el CMD L'ordre defineix l'ordre per executar l'aplicació quan s'inicia el contenidor.

Per a l'exemple de Vagrantfile, la configuració comença especificant el quadre base amb el config.vm.box comanda, aquí utilitzant Ubuntu 20.04. Els paràmetres de xarxa es configuren mitjançant el config.vm.network comanda, que reenvia el port 8080 de l'amfitrió al port 80 de la màquina virtual convidada, permetent l'accés extern als serveis que s'executen a la màquina virtual. El config.vm.provision L'ordre s'utilitza per executar un script d'intèrpret d'ordres que actualitza la llista de paquets i instal·la Apache2, proveint la VM amb el programari necessari. Aquestes ordres mostren els passos fonamentals per configurar un entorn de VM, oferint un enfocament més tradicional en comparació amb l'entorn en contenidors proporcionat per 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

Comprensió de Docker i màquines virtuals

Una de les distincions clau entre Docker i les màquines virtuals (VM) rau en com utilitzen els recursos del sistema. Les màquines virtuals s'executen en un hipervisor, que emula el maquinari i permet que diversos sistemes operatius s'executin simultàniament en una màquina host. Això requereix que cada màquina virtual inclogui un sistema operatiu convidat complet, el seu propi conjunt de biblioteques i binaris. Això no només consumeix recursos importants del sistema, sinó que també augmenta la mida general i la complexitat del desplegament i el manteniment.

En canvi, Docker aprofita la tecnologia de contenidorització, que permet que diversos contenidors comparteixin el mateix nucli del sistema operatiu. Cada contenidor s'executa com un procés aïllat a l'espai d'usuari. Això vol dir que els contenidors són molt més lleugers i ràpids d'arrencar en comparació amb les màquines virtuals, ja que no necessiten arrencar un sistema operatiu sencer. Docker aconsegueix aïllar el sistema de fitxers mitjançant un sistema de fitxers en capes, on cada contenidor té la seva pròpia capa de sistema de fitxers a sobre d'una imatge base. L'aïllament de la xarxa es gestiona mitjançant espais de noms, cosa que permet a Docker proporcionar entorns de xarxa aïllats per a cada contenidor sense la sobrecàrrega associada a les màquines virtuals.

Resum de Docker i màquines virtuals

En comparar Docker i màquines virtuals, la diferència principal rau en la utilització dels recursos i l'eficiència del desplegament. Les màquines virtuals funcionen amb un sistema operatiu convidat complet i un hipervisor, la qual cosa comporta un major consum de recursos. Per contra, els contenidors Docker comparteixen el nucli del sistema operatiu amfitrió, donant lloc a una solució més lleugera i àgil. Docker aconsegueix entorns aïllats mitjançant un sistema de fitxers en capes i espais de noms de xarxa, cosa que li permet oferir funcionalitats similars a les màquines virtuals sense la sobrecàrrega associada. Això fa que el desplegament de programari a les imatges de Docker sigui més eficient, coherent i més fàcil de gestionar en diversos entorns de producció.