Comprendere le differenze tra Docker e macchine virtuali

Introduzione a Docker e alle macchine virtuali

Docker e macchine virtuali (VM) sono entrambi strumenti popolari per la distribuzione di applicazioni, ma funzionano in modi fondamentalmente diversi. Molti sviluppatori si trovano perplessi su come Docker possa fornire un filesystem completo, reti isolate e altre funzionalità senza il sovraccarico tipicamente associato alle VM.

Questo articolo mira a chiarire le distinzioni tra Docker e le macchine virtuali tradizionali, spiegando perché Docker è spesso considerato più leggero e più semplice per la distribuzione del software. Approfondiremo le tecnologie sottostanti e i vantaggi pratici dell'utilizzo di Docker negli ambienti di produzione.

Esplorando Dockerfile e Vagrantfile

Negli esempi forniti, abbiamo innanzitutto dimostrato come creare un Dockerfile per la distribuzione di un'applicazione Node.js. Il Dockerfile inizia specificando l'immagine di base con il file FROM comando, in questo caso, utilizzando un runtime ufficiale di Node.js. L'impostazione della directory di lavoro all'interno del contenitore si ottiene con il file WORKDIR comando, che garantisce che i comandi successivi vengano eseguiti nella directory specificata. IL COPY Il comando viene utilizzato per trasferire i file package.json e il codice dell'applicazione nel contenitore. IL RUN Il comando installa quindi le dipendenze necessarie all'interno del contenitore. Esponiamo la porta su cui viene eseguita l'applicazione utilizzando il file EXPOSE comando e, infine, il CMD comando definisce il comando per eseguire l'applicazione all'avvio del contenitore.

Per l'esempio Vagrantfile, la configurazione inizia specificando la casella base con il file config.vm.box comando, qui usando Ubuntu 20.04. Le impostazioni di rete vengono configurate utilizzando config.vm.network comando, che inoltra la porta 8080 sull'host alla porta 80 sulla VM guest, consentendo l'accesso esterno ai servizi in esecuzione sulla VM. IL config.vm.provision Il comando viene utilizzato per eseguire uno script di shell che aggiorna l'elenco dei pacchetti e installa Apache2, fornendo alla VM il software necessario. Questi comandi mostrano i passaggi fondamentali per configurare un ambiente VM, offrendo un approccio più tradizionale rispetto all'ambiente containerizzato fornito da 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

Comprendere Docker e macchine virtuali

Una delle distinzioni chiave tra Docker e le macchine virtuali (VM) risiede nel modo in cui utilizzano le risorse di sistema. Le macchine virtuali vengono eseguite su un hypervisor, che emula l'hardware e consente l'esecuzione simultanea di più sistemi operativi su una macchina host. Ciò richiede che ogni VM includa un sistema operativo guest completo, il proprio set di librerie e file binari. Ciò non solo consuma notevoli risorse di sistema, ma aumenta anche le dimensioni complessive e la complessità dell'implementazione e della manutenzione.

Al contrario, Docker sfrutta la tecnologia di containerizzazione, che consente a più contenitori di condividere lo stesso kernel del sistema operativo. Ogni contenitore viene eseguito come processo isolato nello spazio utente. Ciò significa che i container sono molto più leggeri e veloci da avviare rispetto alle VM, poiché non necessitano di avviare un intero sistema operativo. Docker ottiene l'isolamento del filesystem tramite un filesystem a più livelli, in cui ogni contenitore ha il proprio livello di filesystem sopra un'immagine di base. L'isolamento della rete viene gestito utilizzando gli spazi dei nomi, consentendo a Docker di fornire ambienti di rete isolati per ciascun contenitore senza il sovraccarico associato alle VM.

Riepilogo di Docker e macchine virtuali

Nel confrontare Docker e le macchine virtuali, la differenza principale risiede nell'utilizzo delle risorse e nell'efficienza di distribuzione. Le macchine virtuali funzionano con un sistema operativo guest completo e un hypervisor, il che comporta un maggiore consumo di risorse. Al contrario, i contenitori Docker condividono il kernel del sistema operativo host, risultando in una soluzione più leggera e agile. Docker realizza ambienti isolati attraverso un filesystem a più livelli e spazi dei nomi di rete, consentendogli di fornire funzionalità simili alle VM senza il sovraccarico associato. Ciò rende la distribuzione del software nelle immagini Docker più efficiente, coerente e più facile da gestire in vari ambienti di produzione.