Pochopenie rozdielov medzi Dockerom a virtuálnymi strojmi

Úvod do Docker a virtuálnych strojov

Docker a virtuálne stroje (VM) sú populárne nástroje na nasadenie aplikácií, ale fungujú zásadne odlišnými spôsobmi. Mnoho vývojárov je zmätených tým, ako môže Docker poskytnúť kompletný súborový systém, izolované siete a ďalšie funkcie bez režijných nákladov, ktoré sú zvyčajne spojené s VM.

Cieľom tohto článku je objasniť rozdiely medzi Dockerom a tradičnými virtuálnymi strojmi a vysvetliť, prečo sa Docker často považuje za ľahší a jednoduchší na nasadenie softvéru. Ponoríme sa do základných technológií a praktických výhod používania Docker v produkčnom prostredí.

Skúmanie Dockerfile a Vagrantfile

V poskytnutých príkladoch sme najskôr demonštrovali, ako vytvoriť súbor Dockerfile na nasadenie aplikácie Node.js. Dockerfile začína špecifikovaním základného obrázka s FROM v tomto prípade pomocou oficiálneho runtime Node.js. Nastavenie pracovného adresára vo vnútri kontajnera sa dosiahne pomocou WORKDIR príkaz, ktorý zabezpečí vykonanie nasledujúcich príkazov v zadanom adresári. The COPY príkaz sa používa na prenos súborov package.json a kódu aplikácie do kontajnera. The RUN príkaz potom nainštaluje potrebné závislosti do kontajnera. Odhalíme port, na ktorom aplikácia beží pomocou EXPOSE príkaz a nakoniec, CMD príkaz definuje príkaz na spustenie aplikácie pri spustení kontajnera.

V príklade Vagrantfile sa konfigurácia začína špecifikovaním základného poľa s config.vm.box príkaz, tu pomocou Ubuntu 20.04. Nastavenia siete sa konfigurujú pomocou config.vm.network príkaz, ktorý preposiela port 8080 na hostiteľovi na port 80 na hosťovanom VM, čím umožňuje externý prístup k službám bežiacim na VM. The config.vm.provision príkaz sa používa na spustenie skriptu shellu, ktorý aktualizuje zoznam balíkov a nainštaluje Apache2, čím poskytne virtuálnemu počítaču potrebný softvér. Tieto príkazy predstavujú základné kroky na nastavenie prostredia VM a ponúkajú tradičnejší prístup v porovnaní s kontajnerovým prostredím, ktoré poskytuje 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

Pochopenie Docker a virtuálnych strojov

Jeden z kľúčových rozdielov medzi Dockerom a virtuálnymi strojmi (VM) spočíva v tom, ako využívajú systémové prostriedky. Virtuálne počítače bežia na hypervízore, ktorý emuluje hardvér a umožňuje súbežné spustenie viacerých operačných systémov na hostiteľskom počítači. To si vyžaduje, aby každý VM obsahoval úplný hosťujúci operačný systém, vlastnú sadu knižníc a binárne súbory. To nielenže spotrebúva značné systémové prostriedky, ale zvyšuje aj celkovú veľkosť a zložitosť nasadenia a údržby.

Naproti tomu Docker využíva technológiu kontajnerizácie, ktorá umožňuje viacerým kontajnerom zdieľať rovnaké jadro operačného systému. Každý kontajner beží ako izolovaný proces v užívateľskom priestore. To znamená, že kontajnery sú oveľa ľahšie a rýchlejšie sa spúšťajú v porovnaní s VM, pretože nemusia spúšťať celý OS. Docker dosahuje izoláciu súborového systému prostredníctvom vrstveného súborového systému, kde každý kontajner má svoju vlastnú vrstvu súborového systému na vrchu základného obrazu. Izolácia siete sa rieši pomocou menných priestorov, čo umožňuje Dockeru poskytovať izolované sieťové prostredia pre každý kontajner bez réžie spojenej s VM.

Zhrnutie Docker vs. virtuálne stroje

Pri porovnaní Dockeru a virtuálnych strojov spočíva primárny rozdiel v ich využití zdrojov a efektívnosti nasadenia. Virtuálne stroje fungujú s plnohodnotným hosťujúcim operačným systémom a hypervízorom, čo vedie k vyššej spotrebe zdrojov. Naopak, kontajnery Docker zdieľajú jadro hostiteľského OS, čo vedie k ľahšiemu a agilnejšiemu riešeniu. Docker dosahuje izolované prostredia prostredníctvom vrstveného súborového systému a sieťových menných priestorov, čo mu umožňuje poskytovať podobné funkcie ako virtuálne počítače bez súvisiacej réžie. Vďaka tomu je nasadenie softvéru do obrazov Docker efektívnejšie, konzistentnejšie a ľahšie spravovateľné v rôznych produkčných prostrediach.