Понимание различий между Docker и виртуальными машинами

Введение в Docker и виртуальные машины

Docker и виртуальные машины (ВМ) — популярные инструменты для развертывания приложений, но они работают принципиально по-разному. Многие разработчики озадачены тем, как Docker может обеспечить полноценную файловую систему, изолированную сеть и другие функции без накладных расходов, обычно связанных с виртуальными машинами.

Цель этой статьи — прояснить различия между Docker и традиционными виртуальными машинами и объяснить, почему Docker часто считается более легким и простым для развертывания программного обеспечения. Мы углубимся в базовые технологии и практические преимущества использования Docker в производственных средах.

Изучение Dockerfile и Vagrantfile

В предоставленных примерах мы сначала продемонстрировали, как создать файл Dockerfile для развертывания приложения Node.js. Dockerfile начинается с указания базового образа с помощью FROM команда, в данном случае с использованием официальной среды выполнения Node.js. Установка рабочего каталога внутри контейнера достигается с помощью WORKDIR команда, которая гарантирует выполнение последующих команд в указанном каталоге. COPY Команда используется для передачи файлов package.json и кода приложения в контейнер. RUN Затем команда устанавливает необходимые зависимости внутри контейнера. Мы раскрываем порт, на котором работает приложение, используя EXPOSE команда и, наконец, CMD Команда определяет команду для запуска приложения при запуске контейнера.

Для примера Vagrantfile настройка начинается с указания базового блока с помощью config.vm.box команда, здесь используется Ubuntu 20.04. Настройки сети настраиваются с помощью config.vm.network Команда, которая перенаправляет порт 8080 на хосте на порт 80 на гостевой виртуальной машине, обеспечивая внешний доступ к службам, работающим на виртуальной машине. config.vm.provision Команда используется для запуска сценария оболочки, который обновляет список пакетов и устанавливает Apache2, снабжая виртуальную машину необходимым программным обеспечением. Эти команды демонстрируют основные шаги по настройке среды виртуальной машины, предлагая более традиционный подход по сравнению с контейнерной средой, предоставляемой 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

Понимание Docker и виртуальных машин

Одно из ключевых различий между Docker и виртуальными машинами (ВМ) заключается в том, как они используют системные ресурсы. Виртуальные машины работают на гипервизоре, который эмулирует оборудование и позволяет одновременно запускать несколько операционных систем на хост-компьютере. Для этого каждая виртуальная машина должна включать полноценную гостевую операционную систему, собственный набор библиотек и двоичные файлы. Это не только потребляет значительные системные ресурсы, но также увеличивает общий размер и сложность развертывания и обслуживания.

Напротив, Docker использует технологию контейнеризации, которая позволяет нескольким контейнерам использовать одно и то же ядро ​​операционной системы. Каждый контейнер запускается как изолированный процесс в пользовательском пространстве. Это означает, что контейнеры намного легче и быстрее запускаются по сравнению с виртуальными машинами, поскольку им не нужно загружать всю ОС. Docker обеспечивает изоляцию файловой системы с помощью многоуровневой файловой системы, где каждый контейнер имеет свой собственный уровень файловой системы поверх базового образа. Сетевая изоляция осуществляется с использованием пространств имен, что позволяет Docker предоставлять изолированные сетевые среды для каждого контейнера без накладных расходов, связанных с виртуальными машинами.

Подведение итогов Docker по сравнению с виртуальными машинами

При сравнении Docker и виртуальных машин основное различие заключается в их использовании ресурсов и эффективности развертывания. Виртуальные машины работают с полноценной гостевой операционной системой и гипервизором, что приводит к более высокому потреблению ресурсов. И наоборот, контейнеры Docker используют ядро ​​операционной системы хоста, что обеспечивает более легкое и гибкое решение. Docker обеспечивает изолированность сред с помощью многоуровневой файловой системы и сетевых пространств имен, что позволяет ему предоставлять функции, аналогичные виртуальным машинам, без связанных с этим накладных расходов. Это делает развертывание программного обеспечения в образах Docker более эффективным, последовательным и простым в управлении в различных производственных средах.