Forstå forskjellene mellom Docker og virtuelle maskiner

Introduksjon til Docker og virtuelle maskiner

Docker og virtuelle maskiner (VM-er) er begge populære verktøy for å distribuere applikasjoner, men de fungerer på fundamentalt forskjellige måter. Mange utviklere finner seg forvirret over hvordan Docker kan tilby et komplett filsystem, isolert nettverk og andre funksjoner uten overhead som vanligvis er forbundet med VM-er.

Denne artikkelen tar sikte på å klargjøre forskjellene mellom Docker og tradisjonelle virtuelle maskiner, og forklarer hvorfor Docker ofte anses som lettere og lettere for å distribuere programvare. Vi vil fordype oss i de underliggende teknologiene og de praktiske fordelene ved å bruke Docker i produksjonsmiljøer.

Utforsker Dockerfile og Vagrantfile

I de medfølgende eksemplene demonstrerte vi først hvordan du oppretter en Dockerfile for å distribuere en Node.js-applikasjon. Dockerfilen begynner med å spesifisere basisbildet med FROM kommando, i dette tilfellet, ved å bruke en offisiell Node.js kjøretid. Innstilling av arbeidskatalogen inne i beholderen oppnås med WORKDIR kommando, som sikrer at påfølgende kommandoer blir utført i den angitte katalogen. De COPY kommandoen brukes til å overføre package.json-filene og applikasjonskoden til beholderen. De RUN kommandoen installerer deretter de nødvendige avhengighetene inne i beholderen. Vi avslører porten applikasjonen kjører på ved å bruke EXPOSE kommandoen, og til slutt CMD kommandoen definerer kommandoen for å kjøre applikasjonen når beholderen starter.

For Vagrantfile-eksemplet starter konfigurasjonen ved å spesifisere basisboksen med config.vm.box kommando, her bruker Ubuntu 20.04. Nettverksinnstillinger konfigureres ved hjelp av config.vm.network kommando, som videresender port 8080 på verten til port 80 på gjeste-VM, som tillater ekstern tilgang til tjenester som kjører på VM. De config.vm.provision kommandoen brukes til å kjøre et shell-skript som oppdaterer pakkelisten og installerer Apache2, og forsyner VM med nødvendig programvare. Disse kommandoene viser de grunnleggende trinnene for å sette opp et VM-miljø, og tilbyr en mer tradisjonell tilnærming sammenlignet med det containeriserte miljøet levert av 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

Forstå Docker og virtuelle maskiner

En av de viktigste forskjellene mellom Docker og virtuelle maskiner (VM-er) ligger i hvordan de bruker systemressurser. VM-er kjører på en hypervisor, som emulerer maskinvare og lar flere operativsystemer kjøre samtidig på en vertsmaskin. Dette krever at hver VM inkluderer et komplett gjesteoperativsystem, sitt eget sett med biblioteker og binærfiler. Dette bruker ikke bare betydelige systemressurser, men øker også den totale størrelsen og kompleksiteten til distribusjon og vedlikehold.

I kontrast utnytter Docker containeriseringsteknologi, som lar flere containere dele den samme operativsystemkjernen. Hver beholder kjører som en isolert prosess i brukerområdet. Dette betyr at containere er mye lettere og raskere å starte opp sammenlignet med VM-er, da de ikke trenger å starte opp et helt OS. Docker oppnår filsystemisolasjon gjennom et lagdelt filsystem, der hver container har sitt eget filsystemlag på toppen av et basisbilde. Nettverksisolering håndteres ved hjelp av navneområder, noe som gjør at Docker kan tilby isolerte nettverksmiljøer for hver container uten overhead knyttet til virtuelle datamaskiner.

Oppsummering av Docker vs. virtuelle maskiner

Ved å sammenligne Docker og virtuelle maskiner ligger den primære forskjellen i ressursutnyttelsen og distribusjonseffektiviteten. Virtuelle maskiner opererer med fullt gjesteoperativsystem og hypervisor, noe som fører til høyere ressursforbruk. Motsatt deler Docker-beholdere verts-OS-kjernen, noe som resulterer i en mer lett og smidig løsning. Docker oppnår isolerte miljøer gjennom et lagdelt filsystem og nettverksnavneområder, slik at den kan tilby lignende funksjoner som VM-er uten tilhørende overhead. Dette gjør distribusjon av programvare til Docker-bilder mer effektiv, konsistent og enklere å administrere i ulike produksjonsmiljøer.