Förstå skillnaderna mellan Docker och virtuella maskiner

Introduktion till Docker och virtuella maskiner

Docker och virtuella maskiner (VM) är båda populära verktyg för att distribuera applikationer, men de fungerar på fundamentalt olika sätt. Många utvecklare finner sig förbryllade över hur Docker kan tillhandahålla ett komplett filsystem, isolerat nätverk och andra funktioner utan de overhead som vanligtvis förknippas med virtuella datorer.

Den här artikeln syftar till att klargöra skillnaderna mellan Docker och traditionella virtuella maskiner, och förklarar varför Docker ofta anses vara mer lättviktigt och lättare för att distribuera programvara. Vi kommer att fördjupa oss i de underliggande teknologierna och de praktiska fördelarna med att använda Docker i produktionsmiljöer.

Utforska Dockerfile och Vagrantfile

I de medföljande exemplen visade vi först hur man skapar en Dockerfile för att distribuera en Node.js-applikation. Dockerfilen börjar med att ange basbilden med FROM kommandot, i det här fallet, med en officiell Node.js-körtid. Inställning av arbetskatalogen inuti behållaren uppnås med WORKDIR kommando, som säkerställer att efterföljande kommandon exekveras i den angivna katalogen. De COPY kommandot används för att överföra package.json-filerna och programkoden till behållaren. De RUN kommandot installerar sedan nödvändiga beroenden inuti behållaren. Vi exponerar porten som programmet körs på med hjälp av EXPOSE kommandot och slutligen CMD kommandot definierar kommandot för att köra programmet när behållaren startar.

För Vagrantfile-exemplet börjar konfigurationen med att ange basrutan med config.vm.box kommando, här med Ubuntu 20.04. Nätverksinställningar konfigureras med hjälp av config.vm.network kommando, som vidarebefordrar port 8080 på värden till port 80 på gäst-VM, vilket tillåter extern åtkomst till tjänster som körs på den virtuella datorn. De config.vm.provision kommandot används för att köra ett skalskript som uppdaterar paketlistan och installerar Apache2, vilket förser den virtuella datorn med nödvändig programvara. Dessa kommandon visar de grundläggande stegen för att ställa in en VM-miljö, och erbjuder ett mer traditionellt tillvägagångssätt jämfört med den containeriserade miljön som tillhandahålls 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

Förstå Docker och virtuella maskiner

En av de viktigaste skillnaderna mellan Docker och virtuella maskiner (VM) ligger i hur de använder systemresurser. VM:er körs på en hypervisor, som emulerar hårdvara och tillåter flera operativsystem att köras samtidigt på en värddator. Detta kräver att varje virtuell dator inkluderar ett fullständigt gästoperativsystem, en egen uppsättning bibliotek och binärer. Detta förbrukar inte bara betydande systemresurser utan ökar också den övergripande storleken och komplexiteten för driftsättning och underhåll.

Däremot använder Docker containeriseringsteknologi, vilket gör att flera containrar kan dela samma operativsystemkärna. Varje behållare körs som en isolerad process i användarutrymmet. Detta innebär att containrar är mycket lättare och snabbare att starta upp jämfört med virtuella datorer, eftersom de inte behöver starta upp ett helt OS. Docker uppnår filsystemisolering genom ett lagerfilsystem, där varje behållare har sitt eget filsystemlager ovanpå en basbild. Nätverksisolering hanteras med hjälp av namnutrymmen, vilket gör att Docker kan tillhandahålla isolerade nätverksmiljöer för varje behållare utan omkostnader som är associerade med virtuella datorer.

Sammanfattning av Docker vs. Virtual Machines

När man jämför Docker och virtuella maskiner ligger den primära skillnaden i deras resursutnyttjande och implementeringseffektivitet. Virtuella maskiner fungerar med ett komplett gästoperativsystem och hypervisor, vilket leder till högre resursförbrukning. Omvänt delar Docker-behållare värd OS-kärnan, vilket resulterar i en mer lättviktig och smidig lösning. Docker uppnår isolerade miljöer genom ett skiktat filsystem och nätverksnamnområden, vilket gör att den kan tillhandahålla liknande funktioner som virtuella datorer utan tillhörande overhead. Detta gör distribution av programvara till Docker-avbildningar mer effektiv, konsekvent och enklare att hantera i olika produktionsmiljöer.