В ИТ-сфере появляется огромное количество новых технологий, которые могут показаться близкими по смыслу, хотя совсем не похожи друг на друга. Поэтому иногда можно столкнуться с непониманием принципов работы той или иной технологии. Например, так бывает с контейнеризацией и виртуализацией, разница между которыми как между пирожным и мороженым. Вроде и есть что-то общее, однако они совершенно разные.
Виртуализация и контейнеризация — это два разных подхода к управлению и изоляции приложений и компьютерных мощностей. Они оба эффективны и популярны, но имеют разные методы и уровни изоляции. Чтобы как минимум запомнить их отличия, а как максимум понимать, что это такое, детально опишем каждую технологию.
Что такое виртуализация
Виртуализация — это технология, с помощью которого можно создавать виртуальные версии физических ресурсов. Например, сервера, сети, хранилища, даже операционной системы. Виртуализация невозможна без гипервизора — программное решение, которое позволяет запускать несколько виртуальных машин (ВМ) одновременно. Благодаря гипервизору операционные системы работают параллельно, имея доступ к одним и тем же ресурсам сервера и не имея влияния друг на друга. Это ПО координирует и разделяет вычислительную мощность, память и другие ресурсы, выделяя нужные мощности каждой виртуальной машиной по мере необходимости.
Каждая виртуальная машина работает изолированно, как самый настоящий физический компьютер со своими ресурсами и уровнем производительности. Поэтому виртуализация требует хорошей производительности физического железа — чтобы полноценно эмулировать рабочее окружение операционной системы в ВМ.
Визуально каждую виртуальную машину можно представить как папку с данными. Эти папки можно перемещать, добавлять в них новые файлы и т. д. Можно обновлять ПО и даже операционную систему, не привлекая к работе конечного пользователя.
Плюсы и минусы виртуализации
Давайте посмотрим, какие достоинства и недостатки есть у технологии виртуализации.
Плюсы:
- Изоляция. Виртуальные машины изолированы друг от друга. Сбой на одной ВМ не влияет на работу остальных. Это обеспечивает безопасность и стабильность работы виртуальной инфраструктуры.
- Гибкость. Виртуальными ресурсами просто управлять, они быстро масштабируются. Виртуальные машины можно быстро переносить с одного физического сервера на другой, что повышает уровень гибкости в управлении ресурсами.
- Управляемость. Благодаря гипервизору можно управлять выделением ресурсов на каждую ВМ, добиваясь оптимального баланса между производительностью и эффективностью.
- Оптимизация. На одном физическом сервере можно запустить несколько ВМ, что позволяет эффективнее использовать его ресурсы, снижает затраты на оборудование.
- Обслуживание. Виртуальные машины можно обновлять и менять централизованно, в несколько кликов. Это экономит много времени и человекочасов.
Минусы:
- Высокие издержки. Виртуализация требует более производительного, а пот ому и дорогостоящего физического «железа», которое будет обеспечить ресурсами запущенные ВМ.
- Сложность управления. Разобраться с принципами работы платформы виртуализация, освоить гипервизор, балансировщики и другие инструменты сможет только человек с техническим бэкграундом.
- Задержки при миграции. Перемещение виртуальных машин между разными физическими серверами (хостами) может потребовать больше времени и привести к перерыву в работе.
- Снижена производительность. При использовании технологий виртуализации нет возможности использовать все 100% мощностей имеющегося железа. Производительность будет чуть-чуть ниже.
- Зависимость от гипервизора. Поскольку ВМ работают под этим программным решением, сбой гипервизора может повлечь проблемы с виртуальными машинами.
Что такое контейнеризация
Контейнеризация — это технология изоляции приложений и их зависимостей путём упаковки в единое исполняемое окружение — контейнер. Для запуска платформы контейнеризации используется общее ядро операционной системы — подходит даже виртуальная ОС.
Контейнеры разделяют ресурсы: процессор, память, файловая система. Однако каждый контейнер изолирован от других и не требует дополнительной эмуляции операционной системы. Чаще всего в качестве платформы для контейнеризации используют Docker. А управляют большим количеств ом контейнеров при помощи Kubernetes.
Как и виртуальные машины, контейнеры без труда переносятся между серверами. Ядро хостовой ОС они делят с другими контейнерами, а общая часть доступна только для чтения. Поэтому контейнеры лёгкие и из можно создать в нужном количестве на одном сервере или ВМ с одной ОС. Внутри же контейнера содержится полностью настроенное окружение для развёртывания приложения.
Плюсы и минусы контейнеризации
Плюсы:
- Легковесность. Контейнеры потребляют меньше ресурсов, чем виртуальные машины, и быстро запускаются.
- Изоляция. Контейнеры предоставляют хорошо изолированные среды, что повышает безопасность и стабильность приложений.
- Портабельность. Контейнеры легко переносимы между разными средами, облегчая разработку и деплоймент.
- Масштабируемость. Контейнеры могут быть легко масштабированы для удовлетворения растущей нагрузки.
- Управляемость. Создать и удалить контейнер, сделать шаблон для тестирования — все процедуры с контейнерами выполняются без особых усилий.
Минусы:
- Ограниченность. Все контейнеры на одном хосте для работы требуют только такую же ОС, что может ограничить их переносимость.
- Меньшая изоляция. Контейнеры не так сильно изолированы, как ВМ.
- Уязвимость. Так как ОС у контейнеров общая, то уязвимость в ядре операционной системы несёт риски и для контейнеров.
- Сложность. Технология продолжает развиваться, и для погружения в неё требуются технические знания. Настройка сетей для взаимодействия контейнеров и хоста тоже требует опыта.
Итак, если посмотреть на достоинства и недостатки обеих технологий, то можно увидеть, чем отличается контейнеризация от виртуализации.
- Уровень изоляции. Виртуализация предлагает более высокий уровень изоляции, так как каждая виртуальная машина имеет собственное ядро операционной системы. Контейнеризация использует общее ядро, обеспечивая меньшую степень изоляции между контейнерами.
- Ресурсы. Виртуализация требует больше ресурсов, так как каждая ВМ имеет свою операционную систему. В контейнерах ресурсы более эффективно разделяются между приложениями.
- Запуск и остановка. Контейнеры быстрее запускаются и останавливаются, чем виртуальные машины, их проще удалить, создать, клонировать.
