Віртуалізація vs контейнеризація – порівняння відмінностей

Віртуалізація та контейнеризація – дві основні технології для сучасних обчислень, особливо в хмарних середовищах та при розробці програмного забезпечення. Обидва підходи дозволяють запускати кілька додатків на одній фізичній машині, але роблять вони це по-різному. Розуміння ключових відмінностей між віртуалізацією та контейнеризацією має вирішальне значення для вибору правильного рішення для ваших проектів. У цій статті розглядаються відмінності, переваги та варіанти використання кожного з підходів.

Що таке віртуалізація?

Віртуалізація – це технологія, яка дозволяє декільком операційним системам (ОС) працювати на одній фізичній машині за допомогою віртуальних машин (ВМ). Кожна ВМ працює як ізольований екземпляр з власною ОС, віртуалізованими апаратними ресурсами та стеком додатків.

Як працює віртуалізація

Віртуалізація використовує гіпервізор, програмний рівень, який знаходиться між апаратним забезпеченням і віртуальними машинами. Гіпервізор керує розподілом ресурсів та ізолює кожну віртуальну машину від інших. Існує два типи гіпервізорів:

• Гіпервізор типу 1 (Bare-Metal): Працює безпосередньо на фізичному обладнанні, забезпечуючи кращу продуктивність. Прикладами є VMware ESXi, Microsoft Hyper-V та Xen.
• Гіпервізор типу 2 (розміщений): Працює поверх існуючої ОС, що робить його простішим у налаштуванні, але дещо менш ефективним. Приклади включають Oracle VirtualBox і VMware Workstation.

Переваги віртуалізації

• Ізоляція: Кожна ВМ повністю ізольована, що гарантує, що вихід з ладу однієї ВМ не вплине на інші.
• Управління ресурсами: Віртуальним машинам можна виділити певні обсяги процесора, пам’яті та сховища, що дозволяє краще контролювати ресурси.
• Різноманітність операційних систем: ВМ можуть працювати під управлінням різних операційних систем (наприклад, Windows, Linux) на одному обладнанні.

Варіанти використання віртуалізації

• Запуск застарілих програм: Коли старі програми вимагають певних версій ОС, віртуальні машини можуть реплікувати необхідне середовище.
• Консолідація серверів: Запуск декількох серверів на одній фізичній машині може зменшити витрати та спростити управління.
• Тестування та розробка: Розробники можуть створювати ізольовані середовища для тестування додатків з різними конфігураціями ОС.

Що таке контейнеризація?

Контейнеризація – це полегшена альтернатива віртуалізації, коли програми та їхні залежності упаковуються в контейнери. На відміну від віртуальних машин, контейнери використовують ядро хостової ОС, що робить їх більш ефективними з точки зору ресурсів.

Як працює контейнеризація

Контейнерами керує контейнерне середовище виконання, таке як Docker, containerd або Podman. Контейнери запускаються поверх хостової ОС і використовують простори імен та cgroups для ізоляції, гарантуючи, що кожен контейнер має власну файлову систему, мережевий стек та простір процесів, одночасно використовуючи ядро хостової ОС.

Переваги контейнеризації

• Легкість: Контейнери набагато менші за віртуальні машини, оскільки вони використовують ядро хостової ОС. Це призводить до швидшого запуску та меншого споживання ресурсів.
• Портативність: Контейнери можна легко переміщувати між різними середовищами, такими як розробка, тестування та виробництво, оскільки вони містять все необхідне для запуску програми.
• Архітектура мікросервісів: Контейнери ідеально підходять для запуску мікросервісів, дозволяючи кожному сервісу працювати у власному контейнері з власними залежностями.

Варіанти використання контейнерів

• Розгортання мікросервісів: Контейнери дозволяють розробникам розбивати додатки на менші, незалежні сервіси, які можна розгортати та масштабувати окремо.
• Безперервна інтеграція/безперервне розгортання (CI/CD): Контейнери допомагають автоматизувати процеси тестування, збірки та розгортання, що робить їх популярним вибором у конвеєрах DevOps.
• Ізоляція додатків: Контейнери ізолюють додатки з різними залежностями, гарантуючи, що зміни в одному контейнері не вплинуть на інші.

Коли варто використовувати віртуалізацію

Віртуалізація – це найкраще, коли:

• Вам потрібно запустити кілька операційних систем на одній фізичній машині.
• Додатки мають різні залежності на рівні ОС.
• Застарілі програми вимагають певних версій ОС.
• Потрібна сильніша ізоляція між робочими навантаженнями.

Наприклад, віртуалізація підходить для хостингу веб-серверів з різними вимогами до ОС або для застарілого програмного забезпечення, яке не було контейнеризоване.

Коли варто використовувати контейнеризацію

Контейнеризація найкраще підходить, коли:

• Ви хочете розгорнути мікросервіси, кожен з яких має власні залежності.
• Масштабованість і переносимість додатків є критично важливими.
• Бажані швидший час запуску та менше використання ресурсів.
• Ви використовуєте підхід DevOps з конвеєрами CI/CD.

Контейнери часто використовуються в сучасній розробці додатків, дозволяючи розробникам швидко запускати екземпляри, тестувати зміни та розгортати оновлення, не впливаючи на базову ОС.

Поєднання віртуалізації та контейнеризації

Багато організацій використовують віртуалізацію та контейнеризацію разом, щоб досягти найкращого з обох світів. Наприклад, ви можете:

• Запускати віртуальні машини для розділення різних середовищ додатків.
• Використовувати контейнери всередині ВМ для розгортання мікросервісів та ізольованих додатків.
• Використовувати інструменти оркестрування, такі як Kubernetes, у віртуалізованому середовищі для більш просунутого управління ресурсами та масштабування.

Такий підхід дозволяє використовувати сильні сторони обох технологій, зберігаючи при цьому гнучкість у розгортанні та управлінні.

Висновок

Віртуалізація та контейнеризація – це потужні інструменти, які задовольняють різні потреби в сучасній ІТ-інфраструктурі. Віртуалізація забезпечує надійну ізоляцію і підходить для роботи з декількома операційними системами, в той час як контейнеризація має невелику вагу і ідеально підходить для мікросервісів і хмарних додатків. Розуміючи їхні відмінності, ви можете вибрати правильний підхід для ваших конкретних вимог або навіть поєднати їх для оптимізації інфраструктури та розгортання додатків.