Compreendendo as diferenças entre Docker e máquinas virtuais

Introdução ao Docker e máquinas virtuais

Docker e máquinas virtuais (VMs) são ferramentas populares para implantação de aplicativos, mas operam de maneiras fundamentalmente diferentes. Muitos desenvolvedores ficam intrigados com a forma como o Docker pode fornecer um sistema de arquivos completo, rede isolada e outros recursos sem a sobrecarga normalmente associada às VMs.

Este artigo tem como objetivo esclarecer as distinções entre o Docker e as máquinas virtuais tradicionais, explicando por que o Docker é frequentemente considerado mais leve e mais fácil de implementar software. Iremos nos aprofundar nas tecnologias subjacentes e nos benefícios práticos do uso do Docker em ambientes de produção.

Explorando Dockerfile e Vagrantfile

Nos exemplos fornecidos, demonstramos primeiro como criar um Dockerfile para implantar um aplicativo Node.js. O Dockerfile começa especificando a imagem base com o FROM comando, neste caso, usando um tempo de execução oficial do Node.js. A configuração do diretório de trabalho dentro do contêiner é obtida com o WORKDIR comando, que garante que os comandos subsequentes sejam executados no diretório especificado. O COPY O comando é usado para transferir os arquivos package.json e o código do aplicativo para o contêiner. O RUN comando então instala as dependências necessárias dentro do contêiner. Expomos a porta em que o aplicativo é executado usando o EXPOSE comando e, finalmente, o CMD comando define o comando para executar o aplicativo quando o contêiner for iniciado.

Para o exemplo do Vagrantfile, a configuração começa especificando a caixa base com o config.vm.box comando, aqui usando Ubuntu 20.04. As configurações de rede são definidas usando o config.vm.network comando, que encaminha a porta 8080 no host para a porta 80 na VM convidada, permitindo acesso externo aos serviços em execução na VM. O config.vm.provision O comando é usado para executar um script de shell que atualiza a lista de pacotes e instala o Apache2, provisionando a VM com o software necessário. Esses comandos mostram as etapas fundamentais para configurar um ambiente VM, oferecendo uma abordagem mais tradicional em comparação ao ambiente conteinerizado fornecido pelo 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

Noções básicas sobre Docker e máquinas virtuais

Uma das principais distinções entre o Docker e as máquinas virtuais (VMs) reside na forma como elas utilizam os recursos do sistema. As VMs são executadas em um hipervisor, que emula hardware e permite que vários sistemas operacionais sejam executados simultaneamente em uma máquina host. Isso exige que cada VM inclua um sistema operacional convidado completo, seu próprio conjunto de bibliotecas e binários. Isto não só consome recursos significativos do sistema, mas também aumenta o tamanho geral e a complexidade da implantação e manutenção.

Por outro lado, o Docker aproveita a tecnologia de conteinerização, que permite que vários contêineres compartilhem o mesmo kernel do sistema operacional. Cada contêiner é executado como um processo isolado no espaço do usuário. Isso significa que os contêineres são muito mais leves e rápidos de inicializar em comparação às VMs, pois não precisam inicializar um sistema operacional inteiro. O Docker alcança o isolamento do sistema de arquivos por meio de um sistema de arquivos em camadas, onde cada contêiner possui sua própria camada de sistema de arquivos sobre uma imagem base. O isolamento de rede é tratado usando namespaces, permitindo que o Docker forneça ambientes de rede isolados para cada contêiner sem a sobrecarga associada às VMs.

Resumindo Docker vs. Máquinas Virtuais

Ao comparar o Docker e as máquinas virtuais, a principal diferença está na utilização de recursos e na eficiência de implantação. As máquinas virtuais operam com um sistema operacional convidado completo e um hipervisor, o que leva a um maior consumo de recursos. Por outro lado, os contêineres Docker compartilham o kernel do sistema operacional host, resultando em uma solução mais leve e ágil. O Docker alcança ambientes isolados por meio de um sistema de arquivos em camadas e namespaces de rede, permitindo fornecer funcionalidades semelhantes às VMs sem a sobrecarga associada. Isso torna a implantação de software em imagens Docker mais eficiente, consistente e mais fácil de gerenciar em vários ambientes de produção.