Qual è la differenza tra container e macchine virtuali?
I container e le macchine virtuali sono tecnologie che rendono le applicazioni indipendenti dalle risorse dell'infrastruttura IT. Un container è un pacchetto di codice software che contiene il codice di un'applicazione, le sue librerie e altre dipendenze. La containerizzazione rende le applicazioni portatili, in modo che lo stesso codice possa essere eseguito su qualsiasi dispositivo. Una macchina virtuale è una copia digitale di una macchina fisica. È possibile avere più macchine virtuali con i propri sistemi operativi individuali in esecuzione sullo stesso sistema operativo host. Inoltre, è possibile creare una macchina virtuale che contiene tutto ciò che è necessario per eseguire l'applicazione.
Dove vengono usati i container e le macchine virtuali?
I container e le macchine virtuali sono entrambe tecnologie di implementazione. Nel ciclo di vita dello sviluppo del software, l'implementazione è il meccanismo che rende efficiente l'esecuzione di un'applicazione su un server o un dispositivo. L'applicazione richiede diversi componenti software aggiuntivi, chiamati dipendenze, che sono strettamente legati al sistema operativo sottostante del server. Tutti questi diversi livelli software tra il codice dell'applicazione e il dispositivo fisico sono chiamati ambiente applicativo.
Sfide dell'implementazione software
In genere le organizzazioni devono implementare le applicazioni in più ambienti, ad esempio sviluppando in ambiente Linux e testando in ambiente Windows, prima di rilasciare nuove funzionalità. Lo spostamento dell'applicazione da un ambiente all'altro può causare bug e malfunzionamenti che riducono la produttività, a causa delle dipendenze mancanti. Allo stesso tempo, creare e testare l'applicazione in un solo ambiente ne limita l'utilità. Ecco alcuni esempi:
- Potrebbe essere necessario sviluppare versioni diverse per utenti con sistemi operativi diversi
- Gli amministratori di sistema devono aggiornare e mantenere tutti gli ambienti in modo uniforme, aumentando i costi di sviluppo
- Potrebbe essere difficile spostare le applicazioni dai data center on-premise al cloud o tra diversi ambienti cloud
Scopo delle macchine virtuali
Storicamente, la tecnologia delle macchine virtuali è stata sviluppata per utilizzare in modo efficiente la crescente capacità hardware fisica e la potenza di elaborazione. L'esecuzione di un singolo ambiente applicativo su un unico server fisico sottoutilizza le risorse hardware. Le macchine virtuali consentono alle organizzazioni di installare più sistemi operativi e creare più ambienti sulla stessa macchina fisica.
Scopo dei container
I container sono stati creati per impacchettare ed eseguire le applicazioni in modo prevedibile e ripetibile in più ambienti. Invece di ricreare l'ambiente, l'applicazione viene impacchettata per essere eseguita su tutti i tipi di ambienti fisici o virtuali. È come mettere un astronauta in una tuta spaziale invece di ricreare l'atmosfera terrestre su un altro pianeta.
Analogie tra container e macchine virtuali
I container e le macchine virtuali consentono il completo isolamento delle applicazioni in modo da poterle eseguire in più ambienti. Virtualizzano o astraggono l'infrastruttura sottostante così che gli utenti non debbano preoccuparsene. Consentono anche di impacchettare l'infrastruttura software in un unico file chiamato file immagine. Puoi utilizzare il file immagine per configurare ed eseguire rapidamente la tua applicazione ovunque. Inoltre, puoi utilizzare processi software per gestire le configurazioni di sistema o dimensionare e gestire migliaia di applicazioni contemporaneamente. Tuttavia, il ruolo e la portata dell'uso dei container e delle macchine virtuali variano a seconda di dove e come viene implementata l'applicazione.
Differenze principali: container vs. macchine virtuali
I container virtualizzano il sistema operativo in modo che l'applicazione possa essere eseguita in modo indipendente su qualsiasi piattaforma. Le macchine virtuali vanno oltre e virtualizzano le macchine fisiche, in modo da utilizzare le risorse hardware in modo efficiente. Di seguito sono riportate altre differenze.
In che modo funzionano
La tecnologia dei container comporta la creazione di pacchetti software autosufficienti che funzionano in modo coerente, indipendentemente dalle macchine su cui vengono eseguiti. Gli sviluppatori di software creano e distribuiscono le immagini dei container, file contenenti le informazioni necessarie per l'esecuzione dell'applicazione. Queste immagini sono di sola lettura e non possono essere modificate dal sistema informatico.
La tecnologia delle macchine virtuali prevede l'installazione di software di virtualizzazione su un server o un computer fisico. Il computer fisico è definito computer host, mentre la macchina virtuale viene chiamata guest. Puoi configurare e aggiornare i sistemi operativi del guest e le rispettive applicazioni secondo necessità senza alcun impatto sul sistema operativo dell'host.
Tecnologia di base
Le macchine virtuali utilizzano hypervisor che comunicano tra il sistema operativo guest e il sistema operativo host. L'hypervisor coordina la condivisione delle risorse, in modo che la macchina virtuale venga eseguita in isolamento insieme a molte altre sullo stesso hardware.
I container, invece, utilizzano un motore container o container runtime. Si tratta di un software che funge da agente intermedio tra i container e il sistema operativo, fornendo e gestendo le risorse di sistema di cui l'applicazione ha bisogno. Docker è il motore container open-source più diffuso.
Dimensioni
I file immagine delle macchine virtuali hanno dimensioni maggiori (diversi GB) perché contengono il proprio sistema operativo. L'aumento delle risorse consente di duplicare, dividere, astrarre ed emulare interi server, database, desktop e reti. I file di container sono più leggeri e possono essere misurati in MB. I container impacchettano solo le risorse necessarie per eseguire una singola applicazione.
Quando utilizzare i container o le macchine virtuali
In questa sede vengono illustrati alcuni fattori da considerare nella scelta tra macchine virtuali e container per l'implementazione delle applicazioni.
Configurazione dell'ambiente
Le macchine virtuali offrono agli sviluppatori un maggiore controllo sull'ambiente dell'applicazione. Possono installare manualmente il software di sistema, creare snapshot degli stati di configurazione e, se necessario, eseguire il ripristino allo stato precedente. Sono utili per l'ideazione e la sperimentazione o per testare ambienti diversi per migliorare le prestazioni di un'applicazione.
I container forniscono definizioni statiche delle configurazioni una volta selezionate le migliori.
Velocità dello sviluppo software
Le macchine virtuali sono sistemi full-stack e possono essere laboriose da creare e rigenerare. La convalida di qualsiasi modifica richiede molto tempo, poiché è necessario rigenerare l'ambiente.
I container sono una scelta migliore se si desidera costruire, testare e rilasciare spesso nuove funzionalità. Poiché includono solo software di alto livello, sono molto veloci da modificare e iterare.
Scalabilità
Le macchine virtuali occupano più spazio di archiviazione e richiedono la fornitura di più hardware nei data center on-premise. Il passaggio alle istanze cloud riduce i costi, ma la migrazione dell'intero ambiente comporta delle sfide.
I container occupano meno spazio e sono più facili da dimensionare. Inoltre, i container offrono un controllo granulare sulla scalabilità delle applicazioni, consentendo l'uso di microservizi. I microservizi sono un approccio per sviluppare e organizzare l'architettura dei software secondo cui quest'ultimi sono composti di servizi indipendenti di piccole dimensioni che comunicano tra loro tramite API ben definite. I container consentono di dimensionare i singoli microservizi in base alle necessità.
Riepilogo delle differenze: container vs. macchine virtuali
| Caratteristiche |
Container |
Macchina virtuale |
| Definizione |
Pacchetto di codice software contenente il codice di un'applicazione, le sue librerie e altre dipendenze che costituiscono l'ambiente di esecuzione dell'applicazione. |
Replica digitale di una macchina virtuale. Divide l'hardware fisico in più ambienti. |
| Virtualizzazione |
Virtualizza il sistema operativo. |
Virtualizza l'infrastruttura fisica sottostante. |
| Incapsulamento |
Livello software al di sopra del sistema operativo necessario per l'esecuzione dell'applicazione o del componente applicativo. |
Sistema operativo, tutti i livelli software sovrastanti, applicazioni multiple. |
| Tecnologia |
Il motore container si coordina con il sistema operativo sottostante per ottenere le risorse. |
L'hypervisor si coordina con il sistema operativo o l'hardware sottostante. |
| Dimensioni |
Peso ridotto (in termini di MB). |
Dimensioni maggiori (in termini di GB). |
| Controllo |
Minor controllo dell'ambiente all'esterno del container. |
Maggior controllo dell'intero ambiente. |
| Flessibilità |
Maggiore flessibilità. Puoi eseguire facilmente la migrazione tra ambienti on-premise e ambienti incentrati sul cloud. |
Minore flessibilità. La migrazione presenta delle sfide. |
| Scalabilità |
Scalabilità elevata. Possibilità di scalabilità granulare con microservizi. |
Il dimensionamento può essere costoso. Richiede il passaggio da istanze on-premise a istanze cloud per una scala economicamente vantaggiosa. |
| Ulteriori informazioni sui container | Ulteriori informazioni sulle macchine virtuali |
In che modo AWS può offrire il suo contributo con i container e le macchine virtuali?
AWS offre diversi servizi per supportare tutte le esigenze di implementazione delle applicazioni. Ecco alcuni esempi:
- AWS App2Container è uno strumento di containerizzazione che consente agli sviluppatori di software di modernizzare le applicazioni legacy. Gli sviluppatori utilizzano AWS App2Container per trasformare le applicazioni Java e .NET in applicazioni containerizzate.
- Amazon Elastic Container Registry (Amazon ECR) è un repository privato altamente disponibile e sicuro che semplifica memorizzazione e gestione di immagini del container Docker.
- Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS) è un servizio di orchestrazione di container con scalabilità e prestazioni elevate per l'esecuzione di container Docker nel cloud AWS.
- Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) consente di esercitare un controllo granulare sulle istanze cloud e di scegliere i processori, l'archiviazione e la rete desiderati.
- AWS Fargate, invece, è una tecnologia di Amazon ECS che permette di eseguire container Docker senza dover distribuire o gestire un'infrastruttura.
- VMWare Cloud su AWS consente di semplificare e accelerare la migrazione di carichi di lavoro di produzione mission-critical da macchine virtuali on-premise al cloud AWS.
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