Contêineres x Máquinas Virtuais: Explicando as Diferenças [2023]

Você está apenas começando com as ferramentas de visualização? Ou abrir caminho através da conversa sobre tecnologia em contêineres e máquinas virtuais.

A virtualização envolve o processo em que recursos singulares como RAM, CPU, rede e discos podem ser “virtualizados” e considerados como recursos múltiplos. A principal diferença é que os contêineres só podem virtualizar camadas de software construídas acima do nível do sistema operacional. Por outro lado, as máquinas virtuais podem virtualizar máquinas inteiras nas camadas de hardware.

Embora haja uma distinção clara, há uma lista de semelhanças entre contêineres e máquinas virtuais, incluindo como eles melhoram a eficiência de TI, disponibilizam a portabilidade para aplicativos, aprimoram o DevOps e o ciclo de vida de desenvolvimento de software (SDLC). Mais sobre isso mais tarde.

Esta postagem detalha contêineres e máquinas virtuais, mergulha nos benefícios de ambos e conclui com uma observação sobre como escolher a ferramenta certa com base em suas necessidades. Ele também pressupõe que você tenha o conhecimento de pré-requisito de contêineres e máquinas virtuais. Se você não tiver, ainda é um excelente lugar para começar.

História da Virtualização

Antes da proliferação dos contêineres, as máquinas virtuais eram a única solução para isolar ambientes dentro de uma infraestrutura física. Mas não foi até 2013 que o Docker lançou seu primeiro software de conteinerização.

E desde então, você deve ter notado o crescente interesse em contêineres e como eles moldam o cenário da computação em nuvem.

Muitos desenvolvedores ganharam mais interesse, principalmente nos benefícios do desenvolvimento ágil oferecidos pelos contêineres. No entanto, você deve observar que contêineres e máquinas virtuais são criados para otimizar recursos na infraestrutura física existente.

Como funciona a virtualização

A virtualização envolve o uso de software para criar uma camada de abstração sobre o hardware do computador, permitindo que os elementos de hardware, digamos particularmente de um computador, sejam divididos em vários computadores. Esse software é chamado de hypervisor.

O hipervisor permite que vários sistemas operacionais sejam executados simultaneamente, compartilhando recursos de computação física comuns. Quando usado em computadores físicos ou servidores em data centers, permitirá que os computadores físicos separem os sistemas operacionais (SOs) e os aplicativos do hardware. Depois, ele pode se dividir em várias “máquinas virtuais”.

O que é um Contêiner?

Fonte: docker.com

Os contêineres são um método leve e ágil para lidar com a virtualização. E como eles não precisam de hipervisores, eles dão direito a um provisionamento de recursos mais rápido e disponibilidade mais rápida para novos aplicativos.

Você também pode exibir contêineres como pacotes de software contendo dependências necessárias para executar o aplicativo de software gerenciado.

As dependências incluem bibliotecas do sistema, pacotes de código externos (de terceiros) e a inclusão de todos os outros aplicativos no nível do sistema operacional. Todas as dependências incluídas em um contêiner existem em níveis de pilha superiores aos sistemas operacionais.

Prós 👍

Velocidade de iteração – Os contêineres são leves e incluem apenas software de alto nível; eles são facilmente ajustáveis ​​e você pode iterá-los rapidamente. Os contêineres também oferecem entrega rápida de software devido ao desenvolvimento orientado a testes e à disponibilidade de implantação.

Ecossistema robusto – Na maioria dos casos, os sistemas de tempo de execução de contêiner fornecem um repositório público já hospedado de contêineres pré-fabricados. O repositório contém vários aplicativos de software populares, como banco de dados e sistemas de mensagens, que podem ser baixados e implantados, reduzindo o tempo das equipes de desenvolvimento.

Dimensionamento – os contêineres são preferidos por sua capacidade de lidar com grandes volumes de carga de trabalho e tráfego. Os especialistas em tecnologia da informação (TI) podem usar contêineres para gerenciar e fornecer infraestrutura de nuvem de forma eficiente em recursos, facilitando o uso flexível.

Microsserviços – os contêineres são ideais se você deseja implantar vários microsserviços. Os microsserviços envolvem componentes menores que fazem parte de seu aplicativo ou software principal. Ao empacotar cada microsserviço como um contêiner, você tem direito a implantação, dimensionamento e gerenciamento contínuos.

Contras 👎

Exploits de host compartilhado – Como os contêineres compartilham um sistema de hardware subjacente comum construído abaixo da camada do sistema operacional, existe a possibilidade de que uma exploração em um contêiner possa ser quebrada e se espalhar, afetando o hardware subjacente. Além disso, o fato de a maioria dos contêineres ter repositórios públicos de contêineres pré-construídos apresenta um risco de segurança. O risco é percebido nos casos em que uma imagem pública comprometida ou explorada atua como uma vulnerabilidade que arrisca ataques de segurança cibernética.

Executa apenas um sistema operacional – Se você é do tipo que usa apenas um sistema operacional, os contêineres permitem que você execute versões anteriores, o que é bom. No entanto, os contêineres não são a melhor opção se você estiver segmentando sistemas operacionais diferentes.

Fornecedores populares de contêineres

Aqui estão alguns provedores de contêineres conhecidos:

Docker – Docker é a solução de container mais adotada mundialmente. O Docker Hub é um grande repositório para os aplicativos em contêineres mais populares. Você pode baixar contêineres do Docker Hub e implantar um tempo de execução local do Docker.

Linux Containers (LXC) – O projeto Linux Containers está por trás do tempo de execução do contêiner de código aberto do Linux. O LXC isola os processos do sistema operacional uns dos outros. Se você se aprofundar no Docker, descobrirá que o Docker usa LXC em sua arquitetura subjacente.

O que é uma Máquina Virtual?

Fonte: docker.com

As máquinas virtuais (VMs), por outro lado, são pacotes de software grandes (pesados) que fornecem emulação completa de equipamentos de hardware de baixo nível, como a unidade central de processamento (CPU), disco e dispositivos de rede.

As VMs permitem que você execute várias máquinas em diferentes sistemas operacionais, mas ainda em um único computador. Conforme mencionado anteriormente, os hipervisores são como as VMs interagem com os computadores físicos. Os hipervisores separam as VMs umas das outras e alocam recursos como memória e processadores entre elas.

Prós 👍

Segurança de isolamento total – As máquinas virtuais operam isoladamente como sistemas totalmente autônomos, imunes a explorações e interrupções de outras máquinas virtuais. Se um ataque for lançado em uma máquina virtual individual, ela é isolada, impossibilitando a contaminação de máquinas virtuais vizinhas.

Desenvolvimento interativo – Frequentemente, os contêineres são definições estáticas de dependências esperadas e configurações necessárias para executar o contêiner. As máquinas virtuais são dinâmicas, permitindo o desenvolvimento interativo. Depois de especificar suas necessidades de hardware, considere a máquina virtual como um computador básico. Você pode instalar manualmente o software e usar a máquina virtual para capturar a configuração do estado atual. Os instantâneos da máquina virtual podem ser usados ​​como controle de versão e, se necessário, para restaurar a máquina virtual para um software de horário específico ou ativar máquinas adicionais com uma configuração necessária.

Contras 👎

Velocidade de iteração – As máquinas virtuais são softwares de pilha completa e, portanto, levam tempo para serem construídas. As modificações em um instantâneo de máquina virtual podem levar algum tempo para iterar e validar se as atualizações recentes estão se comportando conforme o esperado.

Custo do tamanho do armazenamento – Com base no fato de que as VMs são novamente um software full-stack, você provavelmente espera que elas sejam significativas. Sim, eles ocupam muito espaço de armazenamento e crescem rapidamente para gigabytes. O efeito é uma falta de espaço na máquina que hospeda as VMs.

Fornecedores populares de máquinas virtuais

Aqui estão alguns fornecedores populares de máquinas virtuais:

Virtualbox – Virtualbox é uma das plataformas de máquinas virtuais mais estabelecidas. O ecossistema Virtualbox possui ferramentas adicionais para desenvolver e distribuir imagens de máquinas virtuais. É um sistema de emulação de arquitetura livre e de código aberto de propriedade da Oracle.

VMware – VMware é construído sobre o hardware de arquitetura x86 e é uma empresa de capital aberto. Esta solução vem com um hipervisor para implantar e gerenciar máquinas virtuais. Ele é preferido por sua interface de usuário robusta (UI) para gerenciamento de máquinas virtuais e uma ferramenta corporativa eficiente que oferece recursos de suporte.

Contêineres vs. Máquinas Virtuais

Embora as máquinas virtuais já existam há tanto tempo, elas estão sendo substituídas por contêineres para fins semelhantes. Você viu os prós e os contras de ambas as pilhas de tecnologia. Aqui estão as principais diferenças.

FeatureContainers Virtual MachinesGrandes e menos portáteis com base em cada VM com seu sistema operacional. As máquinas virtuais ocupam um grande espaço, medido em gigabytes.
As VMs não são portáteis. Não possuem seu próprio sistema operacional. Possuem seus próprios sistemas operacionais e, portanto, executam tarefas extras, incluindo; executando programas incompatíveis com o sistema operacional host, vários programas em diferentes sistemas operacionais e executando aplicativos que não podem compartilhar recursos e funcionalidades do sistema operacional.Tamanho e portabilidadeDevidos pequenos e portáteis ao sistema operacional de compartilhamento. Os contêineres ocupam espaço medido em megabytes.
Os contêineres podem ser movidos entre diferentes computadores. Os contêineres são executados mais rapidamente do que as máquinas virtuais devido ao seu sistema operacional já em execução. Leva alguns segundos para executar.Boot-time speedVMs são lentos, pois precisam inicializar seus próprios sistemas operacionais primeiro. Demora vários minutos para inicializar.O preço das VMs é relativamente alto – a alta necessidade de recursos e níveis de complexidade e um alto custo.Acesso aos recursosOs contêineres têm acesso a todos os recursos na máquina host.As máquinas virtuais usam os recursos específicos alocados a eles pelo hipervisor. Segurança Menos seguro. Contêineres executados em um software operacional de host compartilhado são vulneráveis ​​quando o sistema operacional do host é comprometido. Implantação complexa; o nível de complexidade das VMs indica que elas precisam de mais tempo para desenvolvimento. A implantação não é diferente. Implantação Implantação fácil; isso ocorre devido à sua natureza, “autocontida” e tem uma pequena facilidade de implantação, movimentação ou atualização. O preço das VMs é relativamente mais alto. A alta necessidade de recursos e níveis de complexidade, junto com isso, é um custo alto.CustoO preço dos contêineres é relativamente menor porque há menos requisitos do que nas VMs.O preço das VMs é relativamente maior—a alta necessidade de recursos e complexidade níveis, juntamente com um alto custo.

Como usar contêineres e máquinas virtuais simultaneamente

Se você está se perguntando se é possível ou não usar contêineres e máquinas virtuais juntos, a resposta é sim. Embora, os casos práticos sejam limitados. Você pode criar uma VM para emular configurações de hardware específicas e instalar um sistema operacional.

Depois que sua VM inicializar o sistema operacional e estiver totalmente funcional, você estará equipado com um sistema de computação emulado com hardware específico no qual poderá instalar contêineres.

Um bom exemplo para ilustrar essa configuração é experimentar um sistema para implantação de chip. Alguns métodos populares para dispositivos de computação no chip, como placas de desenvolvimento BeagleBone e Raspberry Pi, podem ser emulados como máquinas virtuais para experimentar contêineres operacionais (em execução) antes de testar em hardware real.

Outra vantagem de utilizar a união de containers e máquinas virtuais é aumentar a segurança. Por exemplo, você pode implantar contêineres em máquinas virtuais. Considere um exemplo em que dez contêineres são implantados em um computador para demonstrar como isso é útil.

Se o computador for comprometido, você corre o risco de afetar os dez contêineres. A solução é obtida distribuindo os dez contêineres em dez máquinas virtuais. Se uma máquina virtual for comprometida, as outras partes do aplicativo do sistema ainda funcionarão normalmente.

Palavras Finais

Se você tiver especificações de hardware precisas para o seu projeto ou estiver desenvolvendo em um hardware e ainda visando outro, como Windows x MacOS, seria melhor usar máquinas virtuais. Em outros casos em que os requisitos são “somente software”, a melhor opção seria usar contêineres.

Na maioria dos casos, suas necessidades serão satisfeitas por qualquer uma de suas escolhas. Para escolher o melhor, entenda suas necessidades de recursos e as compensações associadas. A ferramenta certa, portanto, dependerá do seu projeto.

Se você precisa de implantação rápida e eficiente, os contêineres são sua melhor escolha. Se sua organização precisa virtualizar um sistema operacional completo em hardware, as VMs são as melhores. E se você deseja maximizar a segurança, uma combinação de ambos seria melhor; no entanto, tem um custo associado.

Por fim, contêineres e máquinas virtuais são soluções válidas. No entanto, suas especificações devem ser o fator orientador decisivo. Se você ainda precisar de mais orientação e compreensão profunda, sugiro ir para Docker vs. máquina virtual.