Pochopení rozdílů mezi Dockerem a virtuálními stroji

Úvod do Dockeru a virtuálních strojů

Docker a virtuální stroje (VM) jsou oblíbené nástroje pro nasazování aplikací, ale fungují zásadně odlišnými způsoby. Mnoho vývojářů je zmateno tím, jak může Docker poskytnout kompletní souborový systém, izolované sítě a další funkce bez režie, která je obvykle spojena s virtuálními počítači.

Tento článek si klade za cíl objasnit rozdíly mezi Dockerem a tradičními virtuálními stroji a vysvětlit, proč je Docker často považován za lehčí a snadnější pro nasazení softwaru. Ponoříme se do základních technologií a praktických výhod používání Dockeru v produkčním prostředí.

Prozkoumání Dockerfile a Vagrantfile

V poskytnutých příkladech jsme nejprve ukázali, jak vytvořit Dockerfile pro nasazení aplikace Node.js. Soubor Dockerfile začíná zadáním základního obrázku s příponou FROM v tomto případě pomocí oficiálního runtime Node.js. Nastavení pracovního adresáře uvnitř kontejneru je dosaženo pomocí WORKDIR příkaz, který zajišťuje provádění následujících příkazů v zadaném adresáři. The COPY příkaz se používá k přenosu souborů package.json a kódu aplikace do kontejneru. The RUN příkaz pak nainstaluje potřebné závislosti uvnitř kontejneru. Vystavujeme port, na kterém aplikace běží, pomocí EXPOSE příkaz a nakonec, CMD příkaz definuje příkaz ke spuštění aplikace při spuštění kontejneru.

V příkladu Vagrantfile začíná konfigurace zadáním základního pole s config.vm.box příkaz, zde pomocí Ubuntu 20.04. Nastavení sítě se konfigurují pomocí config.vm.network příkaz, který předává port 8080 na hostiteli na port 80 na hostujícím virtuálním počítači, což umožňuje externí přístup ke službám běžícím na virtuálním počítači. The config.vm.provision příkaz se používá ke spuštění skriptu shellu, který aktualizuje seznam balíčků a nainstaluje Apache2, čímž poskytne virtuálnímu počítači potřebný software. Tyto příkazy představují základní kroky k nastavení prostředí VM a nabízejí tradičnější přístup ve srovnání s kontejnerizovaným prostředím poskytovaným Dockerem.

# 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

Pochopení Dockeru a virtuálních strojů

Jeden z klíčových rozdílů mezi Dockerem a virtuálními stroji (VM) spočívá v tom, jak využívají systémové prostředky. Virtuální počítače běží na hypervisoru, který emuluje hardware a umožňuje souběžný běh více operačních systémů na hostitelském počítači. To vyžaduje, aby každý virtuální počítač obsahoval úplný hostovaný operační systém, vlastní sadu knihoven a binární soubory. To nejen spotřebovává značné systémové prostředky, ale také zvyšuje celkovou velikost a složitost nasazení a údržby.

Naproti tomu Docker využívá technologii kontejnerizace, která umožňuje více kontejnerům sdílet stejné jádro operačního systému. Každý kontejner běží jako izolovaný proces v uživatelském prostoru. To znamená, že kontejnery jsou mnohem lehčí a rychleji se spouštějí ve srovnání s VM, protože nepotřebují spouštět celý OS. Docker dosahuje izolace souborového systému prostřednictvím vrstveného souborového systému, kde každý kontejner má svou vlastní vrstvu souborového systému nad základním obrazem. Izolace sítě je řešena pomocí jmenných prostorů, což Dockeru umožňuje poskytovat izolovaná síťová prostředí pro každý kontejner bez režie související s virtuálními počítači.

Shrnutí Docker vs. virtuální stroje

Při srovnávání Dockeru a virtuálních strojů spočívá hlavní rozdíl v jejich využití zdrojů a efektivitě nasazení. Virtuální stroje pracují s plnohodnotným hostujícím operačním systémem a hypervizorem, což vede k vyšší spotřebě zdrojů. Naopak kontejnery Docker sdílejí jádro hostitelského operačního systému, což vede k lehčímu a agilnějšímu řešení. Docker dosahuje izolovaných prostředí prostřednictvím vrstveného souborového systému a síťových jmenných prostorů, což mu umožňuje poskytovat podobné funkce jako virtuální počítače bez související režie. Díky tomu je nasazení softwaru do obrazů Docker efektivnější, konzistentnější a snadněji spravovatelné v různých produkčních prostředích.