Die Unterschiede zwischen Docker und virtuellen Maschinen verstehen

Einführung in Docker und virtuelle Maschinen

Docker und virtuelle Maschinen (VMs) sind beliebte Tools für die Bereitstellung von Anwendungen, funktionieren jedoch auf grundlegend unterschiedliche Weise. Viele Entwickler sind verwirrt darüber, wie Docker ein vollständiges Dateisystem, isolierte Netzwerke und andere Funktionen ohne den Overhead bereitstellen kann, der normalerweise mit VMs verbunden ist.

Ziel dieses Artikels ist es, die Unterschiede zwischen Docker und herkömmlichen virtuellen Maschinen zu verdeutlichen und zu erklären, warum Docker oft als schlanker und einfacher für die Bereitstellung von Software gilt. Wir befassen uns mit den zugrunde liegenden Technologien und den praktischen Vorteilen der Verwendung von Docker in Produktionsumgebungen.

Erkundung von Dockerfile und Vagrantfile

In den bereitgestellten Beispielen haben wir zunächst gezeigt, wie man eine Docker-Datei für die Bereitstellung einer Node.js-Anwendung erstellt. Die Docker-Datei beginnt mit der Angabe des Basis-Images mit FROM Befehl, in diesem Fall unter Verwendung einer offiziellen Node.js-Laufzeit. Das Festlegen des Arbeitsverzeichnisses innerhalb des Containers erfolgt mit WORKDIR Befehl, der sicherstellt, dass nachfolgende Befehle im angegebenen Verzeichnis ausgeführt werden. Der COPY Mit dem Befehl werden die package.json-Dateien und der Anwendungscode in den Container übertragen. Der RUN Der Befehl installiert dann die erforderlichen Abhängigkeiten im Container. Wir legen den Port offen, auf dem die Anwendung ausgeführt wird EXPOSE Befehl, und schließlich die CMD Der Befehl definiert den Befehl zum Ausführen der Anwendung beim Start des Containers.

Für das Vagrantfile-Beispiel beginnt die Konfiguration mit der Angabe der Basisbox mit dem config.vm.box Befehl, hier mit Ubuntu 20.04. Netzwerkeinstellungen werden mit konfiguriert config.vm.network Befehl, der Port 8080 auf dem Host an Port 80 auf der Gast-VM weiterleitet und so externen Zugriff auf Dienste ermöglicht, die auf der VM ausgeführt werden. Der config.vm.provision Mit dem Befehl wird ein Shell-Skript ausgeführt, das die Paketliste aktualisiert, Apache2 installiert und die VM mit der erforderlichen Software versorgt. Diese Befehle veranschaulichen die grundlegenden Schritte zum Einrichten einer VM-Umgebung und bieten einen traditionelleren Ansatz im Vergleich zur von Docker bereitgestellten Containerumgebung.

# 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

Docker und virtuelle Maschinen verstehen

Einer der Hauptunterschiede zwischen Docker und virtuellen Maschinen (VMs) liegt in der Art und Weise, wie sie Systemressourcen nutzen. VMs laufen auf einem Hypervisor, der Hardware emuliert und die gleichzeitige Ausführung mehrerer Betriebssysteme auf einem Host-Rechner ermöglicht. Dazu muss jede VM ein vollständiges Gastbetriebssystem, einen eigenen Satz an Bibliotheken und Binärdateien enthalten. Dies verbraucht nicht nur erhebliche Systemressourcen, sondern erhöht auch den Gesamtumfang und die Komplexität der Bereitstellung und Wartung.

Im Gegensatz dazu nutzt Docker die Containerisierungstechnologie, die es mehreren Containern ermöglicht, denselben Betriebssystemkern zu teilen. Jeder Container wird als isolierter Prozess im Benutzerbereich ausgeführt. Dies bedeutet, dass Container im Vergleich zu VMs viel leichter und schneller zu starten sind, da sie nicht das gesamte Betriebssystem starten müssen. Docker erreicht die Isolierung des Dateisystems durch ein mehrschichtiges Dateisystem, bei dem jeder Container seine eigene Dateisystemschicht über einem Basis-Image hat. Die Netzwerkisolation wird mithilfe von Namespaces gehandhabt, sodass Docker isolierte Netzwerkumgebungen für jeden Container bereitstellen kann, ohne den mit VMs verbundenen Overhead.

Zusammenfassung von Docker und virtuellen Maschinen

Beim Vergleich von Docker und virtuellen Maschinen liegt der Hauptunterschied in der Ressourcennutzung und Bereitstellungseffizienz. Virtuelle Maschinen arbeiten mit einem vollständigen Gastbetriebssystem und Hypervisor, was zu einem höheren Ressourcenverbrauch führt. Umgekehrt teilen sich Docker-Container den Kernel des Host-Betriebssystems, was zu einer leichteren und agileren Lösung führt. Docker erreicht isolierte Umgebungen durch ein mehrschichtiges Dateisystem und Netzwerk-Namespaces und ermöglicht so die Bereitstellung ähnlicher Funktionen wie VMs ohne den damit verbundenen Overhead. Dadurch wird die Bereitstellung von Software für Docker-Images effizienter, konsistenter und einfacher zu verwalten in verschiedenen Produktionsumgebungen.