Razumijevanje razlika između Dockera i virtualnih strojeva

Uvod u Docker i virtualne strojeve

Docker i virtualni strojevi (VM) su popularni alati za implementaciju aplikacija, ali rade na bitno različite načine. Mnogi se programeri nalaze zbunjeni time kako Docker može pružiti kompletan datotečni sustav, izolirano umrežavanje i druge značajke bez dodatnih troškova koji se obično povezuju s VM-ovima.

Cilj ovog članka je razjasniti razlike između Dockera i tradicionalnih virtualnih strojeva, objašnjavajući zašto se Docker često smatra lakšim i lakšim za implementaciju softvera. Udubit ćemo se u temeljne tehnologije i praktične prednosti korištenja Dockera u proizvodnim okruženjima.

Naredba	Opis
FROM	Određuje osnovnu sliku koja će se koristiti za stvaranje Docker spremnika.
WORKDIR	Postavlja radni direktorij unutar Docker spremnika.
COPY	Kopira datoteke ili direktorije s glavnog računala u Docker spremnik.
RUN	Izvršava naredbu u Docker spremniku tijekom procesa izgradnje.
EXPOSE	Obavještava Docker da spremnik sluša navedene mrežne priključke tijekom izvođenja.
CMD	Određuje naredbu koja će se pokrenuti unutar Docker spremnika kada se pokrene.
config.vm.box	Definira osnovni okvir koji se koristi za virtualni stroj Vagrant.
config.vm.network	Konfigurira mrežne postavke, kao što je prosljeđivanje portova s ​​glavnog računala na VM.
config.vm.provision	Određuje kako osigurati virtualni stroj, kao što je pokretanje skripti ljuske tijekom postavljanja.

Istraživanje Dockerfilea i Vagrantfilea

U navedenim primjerima prvo smo pokazali kako stvoriti Dockerfile za implementaciju Node.js aplikacije. Dockerfile počinje određivanjem osnovne slike s naredba, u ovom slučaju, koristeći službeno vrijeme izvođenja Node.js. Postavljanje radnog direktorija unutar spremnika postiže se s naredba, koja osigurava da se sljedeće naredbe izvršavaju u navedenom direktoriju. The naredba se koristi za prijenos datoteka package.json i koda aplikacije u spremnik. The RUN naredba zatim instalira potrebne ovisnosti unutar spremnika. Izlažemo priključak na kojem aplikacija radi pomoću naredba, i konačno, naredba definira naredbu za pokretanje aplikacije kada se spremnik pokrene.

Za primjer Vagrantfile, konfiguracija počinje određivanjem osnovnog okvira s naredba, ovdje koristeći Ubuntu 20.04. Mrežne postavke konfiguriraju se pomoću naredba, koja prosljeđuje priključak 8080 na glavnom računalu na priključak 80 na gostujućem VM-u, dopuštajući vanjski pristup uslugama koje se izvode na VM-u. The naredba se koristi za pokretanje skripte ljuske koja ažurira popis paketa i instalira Apache2, opskrbljujući VM potrebnim softverom. Ove naredbe prikazuju temeljne korake za postavljanje VM okruženja, nudeći tradicionalniji pristup u usporedbi s kontejnerskim okruženjem koje nudi 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

Razumijevanje Dockera i virtualnih strojeva

Jedna od ključnih razlika između Dockera i virtualnih strojeva (VM) leži u načinu na koji koriste sistemske resurse. VM-ovi se pokreću na hipervizoru, koji emulira hardver i omogućuje istovremeno pokretanje više operativnih sustava na glavnom računalu. Ovo zahtijeva da svaki VM uključuje potpuni operativni sustav za goste, vlastiti skup biblioteka i binarnih datoteka. To ne samo da troši značajne sistemske resurse, već također povećava ukupnu veličinu i složenost postavljanja i održavanja.

Nasuprot tome, Docker koristi tehnologiju kontejnerizacije, koja omogućuje da više spremnika dijeli istu jezgru operativnog sustava. Svaki spremnik radi kao izolirani proces u korisničkom prostoru. To znači da su spremnici mnogo lakši i brži za pokretanje u usporedbi s virtualnim mašinama, budući da ne moraju pokrenuti cijeli OS. Docker postiže izolaciju datotečnog sustava kroz slojeviti datotečni sustav, gdje svaki spremnik ima vlastiti sloj datotečnog sustava na vrhu osnovne slike. Mrežnom izolacijom upravlja se korištenjem imenskih prostora, što Dockeru omogućuje pružanje izoliranih mrežnih okruženja za svaki spremnik bez dodatnih troškova povezanih s VM-ovima.

1. Koja je primarna razlika između Dockera i VM-ova?
2. Docker koristi kontejnerizaciju za dijeljenje kernela glavnog OS-a, čineći ga lakšim i bržim, dok VM-ovi zahtijevaju potpuni gostujući OS i hipervizor.
3. Zašto se Docker kontejneri smatraju učinkovitijima?
4. Kontejneri dijele jezgru OS-a glavnog računala i imaju minimalno opterećenje, što omogućuje brže pokretanje i učinkovito korištenje resursa.
5. Kako Docker postiže izolaciju datotečnog sustava?
6. Docker koristi slojeviti datotečni sustav, gdje svaki spremnik ima vlastiti sloj datotečnog sustava na vrhu osnovne slike.
7. Što je hipervizor u kontekstu VM-ova?
8. Hipervizor je softver koji emulira hardver, dopuštajući da više operativnih sustava radi istovremeno na jednom glavnom računalu.
9. Kako Docker rješava mrežnu izolaciju?
10. Docker koristi prostore imena za pružanje izoliranih mrežnih okruženja za svaki spremnik.
11. Zašto je implementacija softvera na Docker sliku lakša nego na VM?
12. Docker slike sadrže sve ovisnosti i konfiguracije, osiguravajući dosljednost u različitim okruženjima.
13. Koji su uobičajeni slučajevi upotrebe Dockera?
14. Docker se obično koristi za arhitekturu mikroservisa, kontinuiranu integraciju/stalnu implementaciju (CI/CD) i izolirana razvojna okruženja.
15. Mogu li Docker spremnici raditi na bilo kojem OS-u?
16. Docker spremnici mogu raditi na bilo kojem OS-u koji podržava Docker, ali dijele jezgru OS-a hosta.
17. Što je osnovna slika u Dockeru?
18. Osnovna slika početna je točka za izgradnju Docker spremnika, često uključujući OS i osnovne ovisnosti.

Sažetak Dockera protiv virtualnih strojeva

U usporedbi Dockera i virtualnih strojeva, primarna razlika leži u njihovoj iskorištenosti resursa i učinkovitosti implementacije. Virtualni strojevi rade s punim gostujućim operativnim sustavom i hipervizorom, što dovodi do veće potrošnje resursa. Nasuprot tome, Docker spremnici dijele jezgru OS-a domaćina, što rezultira lakšim i agilnijim rješenjem. Docker postiže izolirana okruženja kroz slojeviti datotečni sustav i mrežne imenske prostore, što mu omogućuje pružanje sličnih funkcionalnosti VM-ovima bez povezanih dodatnih troškova. To čini implementaciju softvera na Docker slike učinkovitijom, dosljednijom i lakšom za upravljanje u različitim proizvodnim okruženjima.

Zaključno, Dockerova upotreba kontejnerizacije nudi značajnu prednost u odnosu na tradicionalne virtualne strojeve minimiziranjem upotrebe resursa i pojednostavljivanjem procesa implementacije. Dijeljenjem kernela glavnog OS-a i korištenjem izoliranih datotečnih sustava i umrežavanja, Docker pruža robusno, ali lagano rješenje za modernu implementaciju aplikacija. Razumijevanje ovih razlika može pomoći programerima da odaberu pravi alat za svoje potrebe, osiguravajući učinkovito i skalabilno upravljanje aplikacijama.