Docker vs Máy ảo

Ảo hóa phần cứng vật lý là một trong những xu hướng hứa hẹn nhất của thế kỷ 21. Đã có một thỏa thuận im lặng rằng điện toán hiện đại cần phải vượt ra khỏi giới hạn của phần cứng vật lý. Là hai trong số các giải pháp tài nguyên ảo phổ biến nhất trên thị trường, Docker và máy ảo (VM) là công cụ thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang quản lý tài nguyên ảo hóa.

Tuy nhiên, nhiều người bị mắc kẹt với lựa chọn đi cùng. Tùy thuộc vào người bạn hỏi, Docker và máy ảo đều có những ưu điểm riêng biệt. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét cuộc tranh luận về Docker và máy ảo để xem những lợi thế nào có thể mang lại cho tổ chức của bạn.

Docker là gì?

Docker là một công cụ nguồn mở sử dụng container để tạo, triển khai, và quản lý các ứng dụng phân tán. Các nhà phát triển sử dụng các thùng chứa để tạo các gói cho các ứng dụng bao gồm tất cả các thành phần cốt lõi (như thư viện) cần thiết để chạy ứng dụng một cách cô lập. Việc tắt bộ chứa khỏi máy mà nó đang chạy, đảm bảo ứng dụng sẽ chạy ngay cả khi người dùng đang chạy cài đặt tùy chỉnh trên máy Linux của họ và phục vụ để giảm thiểu việc sử dụng tài nguyên máy tính.

Kể từ khi Docker được phát hành vào năm 2014, nó đã đạt được một trạng thái được đánh giá cao. Nhiều tổ chức lựa chọn sử dụng Docker trên các máy ảo vì những lợi ích hiệu suất mà nó mang lại. Ngày nay, các công ty như Visa và PayPal đã triển khai Docker để giúp quản lý các ứng dụng của họ.

Máy ảo là gì?

Một máy ảo là một tập tin (thường được gọi là nhà ảo thuật) hoạt động như một máy tính vật lý. Một máy ảo sử dụng tài nguyên vật lý của thiết bị mà nó đang hoạt động để tái tạo môi trường của thiết bị vật lý. Cũng giống như bất kỳ chương trình nào khác, máy ảo có cửa sổ riêng trên thiết bị của bạn. Bạn có thể chạy nhiều máy ảo trên một thiết bị.

Trong khi một máy ảo sử dụng tài nguyên của máy tính để hoạt động thì nó thực sự cung cấp phần cứng ảo của riêng nó. Phần cứng ảo của máy ảo bao gồm CPU, ký ức, ổ cứng, và giao diện mạng. Để giữ cho máy tính hoạt động hiệu quả, phần cứng ảo này sau đó được ánh xạ tới phần cứng vật lý của thiết bị.

Các máy ảo được cách ly khỏi hệ thống của thiết bị vật lý và hoạt động trong một hộp cát. Nói cách khác, một máy ảo hoàn toàn khép kín. Điều này làm cho chúng lý tưởng để tạo bản sao lưu và chạy phần mềm. Các sản phẩm phổ biến nhất trên thị trường là VMWare và VirtualBox.

Tại sao tôi cần sử dụng Docker?

Một trong những lý do chính khiến các công ty sử dụng Docker là một giải pháp thay thế cho các máy ảo. Docker được sử dụng thay thế bởi vì chúng là nhẹ hơn về mặt tài nguyên hơn máy ảo. Các container chia sẻ hệ điều hành trong khi các máy ảo được thiết kế để mô phỏng phần cứng ảo. Bằng cách chia sẻ hệ điều hành, các ứng dụng Docker có thể chạy trong khi tiêu thụ một phần tài nguyên của máy ảo.

Docker sử dụng công cụ Docker nằm trên một phiên bản Linux thay vì các máy sử dụng nhiều tài nguyên ảo được sử dụng bởi các máy ảo. Cấu trúc này có nghĩa là các container Docker có khả năng duy trì hơn năm lần số lượng ứng dụng máy chủ bạn có thể làm với một máy ảo. Việc áp dụng rộng rãi DockerTHER cũng được hỗ trợ bởi thực tế là các nhà phát triển có thể thêm mã của riêng họ để tùy chỉnh và triển khai các ứng dụng nạc. Các ứng dụng này sau đó có thể được triển khai trực tiếp lên máy hoặc trên đám mây.

Tại sao tôi cần một máy ảo?

Mặc dù Docker có lợi thế liên quan đến dấu chân tài nguyên của nó, các máy ảo vẫn cực kỳ quan trọng đối với các tổ chức hiện đại. Họ vẫn cung cấp một phương tiện đáng tin cậy để hạn chế chi phí đi kèm với phần cứng vật lý. Ảo hóa cơ sở hạ tầng của bạn với các máy ảo giúp sử dụng hiệu quả hơn các tài nguyên mạng của bạn. Ví dụ, bạn không cần phải phân chia nguồn lực và tài nguyên quạt để duy trì một máy ảo theo cách bạn sẽ làm với một máy tính vật lý.

Bạn cũng có thể cung cấp tài nguyên hiệu quả hơn nhiều với các máy ảo. Máy ảo có thể được di chuyển từ máy chủ này sang máy chủ khác để đảm bảo rằng tài nguyên máy tính đang được trải đều giữa các thiết bị. Quản trị viên có thể xử lý các máy ảo để các khả năng lưu trữ và xử lý vật lý được phân bổ đồng đều giữa nhiều máy.

Máy ảo cũng làm giảm nguy cơ lỗi cơ sở hạ tầng của bạn. Trong khi một thiết bị vật lý có thể đối mặt với sự suy giảm hiệu năng và thất bại theo thời gian, phần cứng ảo có thể lồng vào. Do đó, nhiều quản trị viên đã bắt đầu sử dụng máy ảo như một giải pháp khắc phục thảm họa và sao lưu dữ liệu của họ.

Docker vs Virtual Machines Đối đầu

VMContainer

Kém hiệu quả	Hiệu quả hơn
Máy ảo chạy hệ điều hành của riêng họ	Các container chia sẻ một hệ điều hành máy chủ
Ảo hóa phần cứng	Ảo hóa hệ điều hành
An toàn hơn (tách riêng)	Ít an toàn hơn (Cách ly cấp quy trình)

Hiệu suất

Như bạn có thể thấy, Docker có một số lợi thế vốn có của cấu trúc của nó. Một container có thể chia sẻ kernel và các thư viện ứng dụng theo cách mà các máy ảo có thể. Tương tự như vậy, Docker yêu cầu ít tài nguyên máy tính hơn các máy ảo mang lại trải nghiệm tốt hơn bên trong ứng dụng.

Trong Docker thời gian thực ít tốn tài nguyên hơn và có thể khởi động nhanh hơn nhiều so với máy ảo. Lý do là các máy ảo phải tải lên một hệ điều hành với mỗi lần khởi động. Tương tự, bạn không cần phân bổ tài nguyên cho các container như bạn làm với các máy ảo.

Sự quản lý

Về mặt quản lý, mỗi công nghệ này cung cấp một cách tiếp cận linh hoạt hơn đối với việc cung cấp tài nguyên. Tuy nhiên, cả hai công nghệ này vẫn cần được quản lý hiệu quả để hoạt động tốt trong môi trường của bạn. Với các container, việc quản lý các mối quan tâm bảo mật và đảm bảo rằng hệ điều hành dùng chung không gặp phải bất kỳ lỗi nào.

Với các máy ảo, sự phức tạp bắt nguồn từ việc quản lý tài nguyên ảo. Ví dụ, bạn cần băng thông và khả năng xử lý để hỗ trợ các máy ảo (đặc biệt nếu bạn có thể chạy nhiều máy ảo trên một thiết bị). Nếu bạn không phân bổ các tài nguyên cần thiết thì máy ảo sẽ chạy hiệu quả.

Quản trị viên cũng cần tính đến cách họ dung hòa việc sử dụng máy ảo với các tài nguyên có sẵn trên mạng. Mặc dù có thể di chuyển các máy ảo rất tốt cho việc sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn, nhưng nó mang lại sự cần thiết để đảm bảo rằng các tài nguyên được trải đều. Điều này cũng đúng với Docker nhưng ít gặp sự cố do hiệu năng nhẹ của nó.

Tất nhiên, ngay cả khi bạn quản lý tài nguyên của mình một cách hoàn hảo, vẫn có một số rủi ro liên quan đến máy ảo. Có rủi ro vượt quá nguồn lực sẵn có hoặc một lỗi phần cứng duy nhất xóa sạch một loạt các máy ảo trong một lần. Điều này gây thêm áp lực cho quản trị viên để luôn đứng đầu trong từng chi tiết sử dụng nhỏ. Vấn đề này không phải là duy nhất đối với các máy ảo nhưng nó chắc chắn là vấn đề đối với chúng hơn là đối với các container Docker.

Tính di động

Tính di động của mỗi công nghệ có liên quan đến những người muốn tối ưu hóa tài nguyên mạng. Docker container là các gói độc lập chạy ứng dụng cần thiết. Các container Docker có thể được chuyển dễ dàng vì chúng không có OS riêng. Một khi chúng đã được chuyển, chúng có thể khởi động chỉ trong vài giây khiến chúng trở thành lựa chọn di động hơn.

Ngược lại, các máy ảo không phải là máy tính xách tay vì mỗi máy đều có hệ điều hành riêng. Điều này làm cho chúng trở nên cồng kềnh vì HĐH có thể được chuyển sang nền tảng khác và hoạt động tốt. Trong các môi trường mà bạn cần triển khai nhiều ứng dụng cho các vấn đề khác nhau, bạn nên sử dụng Docker tốt hơn. Sự tách biệt của hệ điều hành với thiết bị chủ Hệ điều hành của hệ thống đảm bảo rằng các ứng dụng có thể chạy mà không có sự gián đoạn không cần thiết.

Bảo vệ

Một trong những lĩnh vực chính của tranh chấp giữa hỗ trợ của máy ảo và Docker là thiết lập nào an toàn hơn. Đây là một khu vực đặc biệt phức tạp vì có nhiều yếu tố để thảo luận từ các lỗ hổng bẩm sinh của Docker cho đến điểm thất bại duy nhất của một máy ảo ảo hyp hyporor. Trong phần này, chúng tôi sẽ xem xét hai mối đe dọa lớn nhất đối với an ninh của mỗi công nghệ này.

Phân chia hệ điều hành

Cả Docker và máy ảo đều tách biệt các ứng dụng với nhau. Điều này có nghĩa là nếu một ứng dụng được bao gồm thì nó có thể ảnh hưởng đến các ứng dụng khác. Về lý thuyết, điều này cung cấp sự bảo vệ hoàn hảo nhưng Docker có một vấn đề tiềm ẩn; tất cả các ứng dụng chia sẻ một hệ điều hành. Nếu hệ điều hành bị vi phạm từ một ứng dụng bị xâm nhập thì một cuộc tấn công có thể ảnh hưởng đến tất cả các container cùng một lúc.

Máy ảo ngăn chặn vấn đề này bằng cách giữ cho hệ điều hành được sử dụng để kiểm soát ứng dụng tách biệt với bộ ảo hóa tương tác với phần cứng. Có một hệ điều hành mà người dùng có thể tương tác để sử dụng ứng dụng nhưng nó không cho phép họ tương tác với phần cứng. Điều này có nghĩa là nếu một ứng dụng có lỗi thì rất khó có thể có ảnh hưởng xấu đến phần cứng hệ thống máy chủ..

Theo nghĩa này, các máy ảo cung cấp bảo mật nhiều hơn đối với các lỗi hệ điều hành và vi phạm bảo mật so với các container Docker. Các mô hình phân tách ứng dụng mà Docker sử dụng để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên đi kèm với chi phí bảo mật. Máy ảo có lợi thế vì chúng tách rời HĐH khỏi phần cứng để giảm thiểu mọi rủi ro hư hỏng.

Điểm duy nhất của sự thất bại: Hypervisor

Tuy nhiên, chỉ vì các máy ảo an toàn hơn về mặt phân tách ứng dụng nên không có nghĩa là chúng không có lỗ hổng riêng. Trong máy ảo hypannerors là một điểm duy nhất của sự thất bại. Nếu trình ảo hóa không thành công thì một tấn ứng dụng có thể bị hỏng trong một cú trượt. Điều này có nghĩa là nếu kẻ tấn công mạng muốn làm hỏng mạng của bạn thì họ có thể gửi phần mềm độc hại đến VM.

Trong so sánh, Docker container không có điểm thất bại duy nhất. Mặc dù điểm thất bại duy nhất có khả năng khiến các ứng dụng dễ bị tổn thương, nhưng các trình ảo hóa rất khó vi phạm. Mặc dù kẻ tấn công mạng có thể vi phạm một trình ảo hóa, nhưng điều đó rất khó xảy ra do sự phức tạp của mã được sử dụng. Tại thời điểm này, sự thất bại của siêu giám sát là một lĩnh vực tiềm ẩn của sự bất an hơn là một điểm vào được khai thác rộng rãi.

Giá cả

Chi phí của Docker và các máy ảo là một lĩnh vực khác mà khó có thể đo lường được. Nghiên cứu 451 cho thấy rằng các container có TCO hoặc tổng chi phí sở hữu thấp hơn so với ảo hóa phần cứng. Lý do đằng sau điều này là các container Docker sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn. Mỗi máy ảo có hệ điều hành riêng cần được duy trì bởi hệ thống máy chủ. Điều này đòi hỏi tài nguyên điện toán làm tăng chi phí phần cứng vật lý dài hạn.

Docker loại bỏ vấn đề này bằng cách sử dụng một hệ điều hành cho tất cả các ứng dụng của nó. Các container chia sẻ một HĐH trong nỗ lực giảm thiểu các yêu cầu tài nguyên. Khi chạy nhiều ứng dụng, điều này đặc biệt phù hợp vì bạn có thể chạy nhiều ứng dụng khác nhau chỉ với một hệ điều hành. Khi so sánh, các máy ảo sẽ có một hệ điều hành cho mỗi ứng dụng, điều đó có nghĩa là có nhiều tài nguyên hơn mà bạn cần phải trả cho.

Tiết kiệm chi phí trực tiếp của container Docker rất khó đo lường, nhưng có một số yếu tố cần tính đến. Bạn sẽ có thể nhận được nhiều dặm hơn từ cơ sở hạ tầng mạng hiện tại của mình bằng các thùng chứa so với các máy ảo. Tương tự như vậy, nếu bạn cần nâng cấp thì bạn có thể làm như vậy với ít tài nguyên hơn trong khi tiêu thụ nhiều năng lượng hơn để duy trì các máy ảo.

Tôi nên sử dụng cái nào và khi nào?

Mặc dù Docker có lợi thế về hiệu quả và hiệu suất, nhưng don phạm lại sai lầm khi nghĩ rằng container vốn đã tốt hơn máy ảo. Docker và máy ảo có lợi thế riêng của họ trong các tình huống nhất định. Việc xác định xem một ứng dụng được đặt trong một thùng chứa hay một máy ảo phụ thuộc hoàn toàn vào yêu cầu sử dụng của bạn. Trong phần này, chúng tôi sẽ xem xét cách chọn giữa hai.

Loại ứng dụng

Yếu tố đầu tiên bạn nên xem xét khi đưa ra lựa chọn là loại ứng dụng mà bạn muốn triển khai. Các container được thiết kế để duy trì các ứng dụng phát sinh liên quan đến hệ điều hành máy chủ. Docker container dành cho những ứng dụng bạn muốn chạy bất kể cơ sở hạ tầng của hệ thống máy chủ. Điều này có nghĩa là nếu bạn muốn duy trì các hệ thống nhúng tích hợp chặt chẽ hơn với thiết bị chủ, bạn nên chọn một máy ảo tốt hơn.

Kích thước

Yếu tố tiếp theo bạn nên tính đến khi lựa chọn giữa hai là kích thước ứng dụng của bạn. Lượng tài nguyên tính toán mà ứng dụng của bạn cần chạy hiệu quả sẽ quyết định bạn cần chọn loại tài nguyên nào. Nếu bạn đang tìm cách duy trì các ứng dụng chỉ cần một máy để chạy trên máy tính như microservice thì bộ chứa Docker sẽ là lựa chọn tự nhiên hơn. Ngược lại, một máy ảo sẽ là lựa chọn tốt hơn cho các dịch vụ ưu tiên cao như cơ sở dữ liệu.

Trường hợp sử dụng

Ca sử dụng
Máy DockerVirtual

Cơ sở hạ tầng	Không	Đúng
Máy chủ môi trường container	Không	Đúng
Cơ sở dữ liệu	Không	Đúng
Ứng dụng kế thừa	Đúng	Không
Dịch vụ kính hiển vi	Đúng	Không
Ứng dụng web	Đúng	Không

Bạn có thể thấy, máy ảo có lợi thế trong ba trường hợp sử dụng chính: cơ sở hạ tầng, máy chủ môi trường container, và cơ sở dữ liệu. Khu vực chính là với cơ sở hạ tầng. Các máy ảo có thể tạo cơ sở hạ tầng mạng dưới dạng bộ định tuyến và tường lửa theo cách không thể có với Docker. Máy ảo có khả năng tương tác ở cấp độ phần cứng ảo và cho phép người dùng thay đổi cơ sở hạ tầng. Máy ảo thường được sử dụng làm máy chủ chứa do khả năng tương tác với phần cứng.

Mặt khác, Docker cung cấp một cách nhẹ nhàng để triển khai các ứng dụng cũ trong hầu hết mọi môi trường Có các thư viện chứa bên cạnh ứng dụng giúp chúng dễ dàng triển khai. Microservice cũng lý tưởng cho Docker vì cấu trúc đơn giản của các thùng chứa phù hợp với các ứng dụng với một nhiệm vụ cốt lõi (trái ngược với một ứng dụng có nhiều trách nhiệm khác nhau).

Docker vs Virtual Machines: Cùng nhau

Mặc dù Docker và máy ảo có lợi thế hơn các thiết bị phần cứng, Docker là hiệu quả hơn cả hai về mặt sử dụng tài nguyên. Nếu hai tổ chức hoàn toàn giống nhau và chạy cùng một phần cứng, thì công ty sử dụng Docker sẽ có thể duy trì nhiều ứng dụng hơn. Khả năng quản lý và triển khai các ứng dụng của Docker chỉ đơn giản là vượt xa các máy ảo.

Cuối cùng, điều này thuộc về kiến ​​trúc bên trong của các máy ảo. Mô phỏng cơ sở hạ tầng vật lý có thể nhẹ hơn một thiết bị phần cứng, nhưng vẫn còn quá nhiều chất béo để theo kịp Docker. Chắc chắn cả hai công nghệ này cần phải được quản lý một cách cẩn thận để tối đa hóa hiệu quả.

Tuy nhiên, don lồng bị cuốn vào việc loại bỏ hoàn toàn các máy ảo. Kết hợp cả hai lại với nhau cho phép bạn bao quát một loạt các trường hợp sử dụng và cho phép bạn giữ tài nguyên ảo của mình linh hoạt nhất có thể. Bạn có thể tận hưởng tính bảo mật của máy ảo trên các ứng dụng đặc biệt quan trọng và yêu cầu tính toán thấp của Docker..

Xem thêm: Phần mềm và công cụ giám sát VM