Чем Docker отличается от виртуальных машин? От виртуальных дисков?

Чем Docker отличается от виртуальных машин?

Docker и виртуальные машины (VM) — это технологии виртуализации, которые позволяют запускать приложения в изолированных средах, но они отличаются по архитектуре, производительности и способам использования. Рассмотрим основные отличия:

1. Архитектура:

• Docker (контейнеры): Контейнеры работают на уровне операционной системы и используют ядро хоста. Они изолируют приложение и его зависимости, но не требуют полноценной операционной системы внутри каждого контейнера. Каждый контейнер делит ядро ОС с хостом и другими контейнерами.
• Виртуальные машины (VM): Виртуальные машины включают полную операционную систему, которая работает поверх гипервизора (например, VMware, Hyper-V, VirtualBox). В каждой ВМ есть свое ядро ОС, а также все необходимые компоненты и библиотеки. Виртуальные машины эмулируют аппаратное обеспечение и изолируют всю операционную систему.

2. Использование ресурсов:

• Docker: Контейнеры используют ресурсы более эффективно, так как они разделяют ядро операционной системы с хостом. Это позволяет запускать множество контейнеров с минимальными накладными расходами на память и процессор.
• Виртуальные машины: Каждая виртуальная машина требует выделения ресурсов для своей операционной системы, что означает, что они более ресурсоемки. Для каждой ВМ необходимо выделить оперативную память, процессор и место на диске.

3. Производительность:

• Docker: Благодаря отсутствию полной операционной системы в каждом контейнере, контейнеры запускаются быстрее и потребляют меньше ресурсов. Они обеспечивают более близкую к нативной производительность, так как не требуют эмуляции аппаратного обеспечения.
• Виртуальные машины: ВМ запускаются медленнее, так как нужно загрузить операционную систему, и их производительность может быть ниже из-за накладных расходов на гипервизор и виртуализированное аппаратное обеспечение.

4. Изоляция:

• Docker: Контейнеры обеспечивают изоляцию на уровне ОС (через namespaces и cgroups), что даёт возможность ограничивать доступ к ресурсам и файлам, но эта изоляция не такая строгая, как у виртуальных машин. Контейнеры разделяют одно и то же ядро ОС, что может представлять риски в плане безопасности.
• Виртуальные машины: ВМ предоставляют полную изоляцию, так как каждая виртуальная машина работает на своей собственной операционной системе с отдельным ядром. Это делает их более безопасными с точки зрения изоляции между приложениями.

5. Масштабируемость и гибкость:

• Docker: Контейнеры легче масштабировать и их проще переносить между различными средами (например, между разработкой, тестированием и продакшеном), так как они включают только приложение и зависимости без лишних компонентов системы.
• Виртуальные машины: Масштабирование виртуальных машин более сложно и требует больше ресурсов, так как каждая ВМ включает полноценную ОС.

6. Скорость запуска:

• Docker: Контейнеры могут запускаться практически мгновенно, так как нет необходимости загружать полноценную операционную систему.
• Виртуальные машины: Виртуальные машины требуют времени на загрузку операционной системы и инициализацию аппаратного окружения.

7. Использование:

• Docker: Docker широко используется для контейнеризации приложений, микросервисов и упрощения DevOps процессов. Контейнеры легко создавать, распространять и запускать в различных средах.
• Виртуальные машины: ВМ чаще используются для полного разделения систем, например, для изоляции различных операционных систем или для тестирования различных конфигураций серверов и приложений.

8. Примеры использования:

• Docker: Легковесная среда для разработки, тестирования и развертывания микросервисов. Хорошо подходит для CI/CD.
• Виртуальные машины: Используются для изоляции различных ОС, запуска старых приложений, требующих конкретных версий ОС, или для создания полностью изолированных серверных сред.

Краткое резюме:

• Docker предоставляет контейнеры, которые легковесны, эффективны и быстро запускаются, деля ядро операционной системы хоста.
• Виртуальные машины обеспечивают полную изоляцию и включают в себя полную операционную систему, но требуют больше ресурсов и времени на запуск.

Docker лучше подходит для сценариев, где важны скорость и эффективность использования ресурсов, тогда как виртуальные машины предпочтительны, когда требуется строгая изоляция и возможность работы с различными операционными системами.

Чем Docker отличается от виртуальных дисков?

Docker и виртуальные диски (например, VHD в Windows) — это разные технологии, предназначенные для решения разных задач. Рассмотрим основные различия:

1. Назначение

• Docker: Это платформа для контейнеризации приложений. Контейнеры — это легковесные, изолированные среды, которые позволяют запускать приложения с их зависимостями на любой системе, где установлен Docker. Docker позволяет запускать несколько контейнеров на одной операционной системе с минимальными накладными расходами.
• Виртуальные диски (VHD): Это файл, который имитирует физический диск (например, жёсткий диск или SSD). Виртуальные диски используются для хранения данных и могут быть подключены к виртуальным машинам или операционным системам. Виртуальные машины могут использовать такие диски для хранения своих данных.

2. Изоляция и виртуализация

• Docker: Использует контейнеризацию. Контейнеры изолируют приложения и их зависимости на уровне операционной системы, но не эмулируют отдельное оборудование или ядро. Все контейнеры используют одно ядро операционной системы, что делает работу более эффективной.
• Виртуальные диски (VHD): Обычно используются в контексте виртуальных машин. Виртуальная машина (VM) — это полная эмуляция физической машины, которая включает в себя своё собственное ядро операционной системы и имитирует оборудование (процессор, память, диск и т.д.). Виртуальный диск выступает в роли основного или дополнительного хранилища для VM.

3. Производительность

• Docker: Поскольку Docker использует контейнеры, которые запускаются напрямую на ядре хостовой операционной системы, он более производителен по сравнению с виртуальными машинами. Контейнеры не требуют запуска отдельного ядра ОС, что снижает накладные расходы.
• Виртуальные диски (VHD): Виртуальные машины, использующие виртуальные диски, имеют больше накладных расходов, так как нужно запускать полную ОС внутри эмулированной среды. Это приводит к большему потреблению ресурсов (память, процессор) и снижает производительность по сравнению с контейнерами.

4. Использование ресурсов

• Docker: Контейнеры занимают меньше ресурсов, так как они разделяют ядро хостовой операционной системы. Это позволяет запускать больше контейнеров на одном сервере сравнительно с количеством виртуальных машин.
• Виртуальные диски (VHD): Виртуальные машины требуют больше ресурсов, так как каждая VM запускает полную операционную систему. Виртуальные диски — это просто хранилища данных для этих виртуальных машин и не влияют напрямую на потребление ресурсов.

5. Использование и сценарии применения

• Docker: Идеален для разработки, тестирования и развертывания приложений. Он позволяет разработчикам изолировать приложения и запускать их в разных средах с минимальными изменениями. Docker часто используется для микросервисов, CI/CD (непрерывной интеграции и доставки) и облачных решений.
• Виртуальные диски (VHD): Используются в основном в виртуальных машинах для хранения данных. Виртуальные машины применяются там, где нужно полное эмулирование операционной системы, например, для создания изолированных сред разработки, тестирования или развертывания. VM также могут использоваться для запуска приложений, которые требуют другой операционной системы, отличной от хостовой.

6. Совместимость

• Docker: Docker-контейнеры совместимы между системами, где установлен Docker, так как контейнеры содержат только приложение и его зависимости. Они не зависят от специфики оборудования или операционной системы (при условии использования совместимого ядра).
• Виртуальные диски (VHD): Виртуальные машины, использующие виртуальные диски, могут быть менее совместимы между разными гипервизорами или платформами, так как они полностью зависят от гипервизора и операционной системы, которая установлена внутри VM.

7. Гибкость и масштабируемость

• Docker: Контейнеры легко масштабируются, перезапускаются и их можно быстро развернуть на разных машинах или в облачных средах. Это делает Docker удобным для работы с микросервисами и распределенными системами.
• Виртуальные диски (VHD): Виртуальные машины обычно менее гибкие по сравнению с контейнерами, так как их запуск и масштабирование требует больше ресурсов и времени. Виртуальные диски используются как часть инфраструктуры виртуализации, но сами по себе не могут обеспечивать гибкость или масштабируемость.

Вывод:

• Docker — это инструмент для контейнеризации, который позволяет изолировать и запускать приложения с минимальными накладными расходами на ресурсы. Он подходит для работы с приложениями, требующими высокой производительности, гибкости и простоты развертывания.
• Виртуальные диски (VHD) — это файловые контейнеры, используемые для хранения данных виртуальных машин. Виртуальные машины, в свою очередь, обеспечивают полную виртуализацию оборудования и позволяют запускать разные операционные системы на одном физическом сервере, но с большими накладными расходами по сравнению с контейнерами.

Вместо заключения

Для чего нужен Docker?

Docker используется для:

1. Изоляции приложений: Контейнеры позволяют изолировать приложение и его зависимости от остальной системы, что устраняет проблемы совместимости.
2. Упрощения развертывания: Контейнеры можно переносить между разными средами (разработка, тестирование, продакшн) без изменения кода приложения.
3. Повышения эффективности разработки: Разработчики могут быстро создать среду разработки, соответствующую продакшн-среде.
4. Масштабируемости: Docker позволяет легко масштабировать приложения путем запуска нескольких экземпляров контейнеров.
5. Микросервисной архитектуры: Docker идеально подходит для микросервисов, где каждое приложение или сервис работает в своём контейнере.

Читайте также: Что такое Docker простыми словами? Пошаговое руководство по Docker

Основные команды Docker

• docker run [image] — Запуск контейнера на основе образа.
• docker build . -t [image_name] — Создание образа на основе Dockerfile.
• docker ps — Просмотр запущенных контейнеров.
• docker ps -a — Просмотр всех контейнеров (включая остановленные).
• docker stop [container_id] — Остановка контейнера.
• docker rm [container_id] — Удаление контейнера.
• docker rmi [image_id] — Удаление образа.
• docker exec -it [container_id] bash — Запуск командной оболочки (bash) в работающем контейнере.
• docker logs [container_id] — Просмотр логов контейнера.
• docker-compose up — Поднятие всех контейнеров на основе docker-compose файла.

Если Вам интересно, что еще можно найти на канале QA Helper, прочитайте статью: Вместо оглавления. Что вы найдете на канале QA Helper - справочник тестировщика?

Не забудьте подписаться на канал, чтобы не пропустить полезную информацию: QA Helper - справочник тестировщика

Пишите в комментариях какой пункт было бы интересно рассмотреть более подробно.

Обязательно прочитайте: Что должен знать и уметь тестировщик

Также будет интересно почитать: Вопросы которые задают на собеседовании тестировщикам