Վիրտուալիզացիայի և կոնտեյներացման միջև տարբերությունը
Ժամանակակից հաշվարկներում շարունակում է աճել միջավայրերի (մշակողների նոութբուքեր, գրասենյակային սերվերներ և ամպային) միջև հավելվածների արագ, արդյունավետ և հեշտությամբ տեղափոխման անհրաժեշտությունը: Այս կարիքները հաճախ հիմնավորող երկու տեխնոլոգիաներն են վիրտուալիզացիան և կոնտեյներիզացիան: Չնայած երկուսն էլ թույլ են տալիս մեկ ֆիզիկական մեքենայի վրա աշխատեցնել բազմաթիվ «միջավայրեր», դրանց աշխատանքը, մեկուսացման մակարդակը, ռեսուրսների սպառումը և օգտագործման սցենարները զգալիորեն տարբերվում են: Այս հոդվածը համապարփակ քննարկում է վիրտուալիզացիայի և կոնտեյներիզացիայի միջև եղած տարբերությունները՝ ձեզ օգնելու ընտրել ճիշտ լուծումը:
1. Վիրտուալիզացիայի սահմանումը
Վիրտուալիզացիան տեխնոլոգիա է, որը թույլ է տալիս մեկ ֆիզիկական մեքենային միաժամանակ աշխատեցնել մի քանի վիրտուալ մեքենաներ (ՎՄ): Յուրաքանչյուր ՎՄ իրեն պահում է որպես ամբողջական համակարգիչ. այն ունի իր սեփական օպերացիոն համակարգը, միջուկը, վիրտուալ դրայվերները և հատկացված ռեսուրսային տարածքը (CPU, RAM, պահեստ):
Վիրտուալիզացիան սովորաբար իրականացվում է հիպերվիզոր կոչվող ծրագրաշարի միջոցով: Հիպերվիզորը պատասխանատու է ապարատային ռեսուրսների բաշխման և վիրտուալ մեքենաների կառավարման համար: Հայտնի հիպերվիզորների օրինակներն են՝
– VMware ESXi
– Microsoft Hyper-V
– KVM (միջուկի վրա հիմնված վիրտուալ մեքենա)
– VirtualBox (ընդհանուր՝ տեղական կարիքների համար)
Վիրտուալիզացիայի միջոցով դուք կարող եք աշխատեցնել Windows և Linux մեկ ֆիզիկական սերվերի վրա կամ աշխատեցնել մի քանի տարբեր Linux բաշխումներ՝ մեկուսացման և բազմավարձակալության կարիքների համար։
2. Կոնտեյներացման սահմանումը
Կոնտեյներացումը (կոնտեյներների փոխանակումը) ծրագրերը մեկուսացված միավորներում՝ կոնտեյներներ կոչվողներում աշխատեցնելու մեթոդ է: Կոնտեյներները «փաթեթավորում» են ծրագրերը և դրանց կախվածությունները (գրադարաններ, աշխատանքային ժամանակներ, կոնֆիգուրացիաներ), որպեսզի դրանք կարողանան հետևողականորեն աշխատել բազմաթիվ միջավայրերում:
Վիրտուալ մեքենաներից հիմնական տարբերությունն այն է, որ կոնտեյներները չեն կրում ամբողջական օպերացիոն համակարգ: Կոնտեյներները կիսում են միջուկը հիմնական օպերացիոն համակարգի (կամ վիրտուալ մեքենայի միջուկի, եթե կոնտեյները աշխատում է վիրտուալ մեքենայի վրա) հետ: Մեկուսացումը իրականացվում է միջուկի այնպիսի գործառույթների միջոցով, ինչպիսիք են անվանատարածքները և cgroups-ը (Linux-ում), որոնք կառավարում են գործընթացների բաժանումը և ռեսուրսների սահմանափակումները:
Ամենահայտնի կոնտեյներային հարթակներն են՝
– Դոկեր
– տարաներով
– Պոդման
- Նվագախմբում, ինչպես Kubernetes-ը
Կոնտեյներացումը սովորաբար օգտագործվում է միկրոսպասարկումների, արագ տեղակայման և ժամանակակից DevOps սցենարների համար։
3. Ճարտարապետական տարբերություններ. VM vs Container
Վիրտուալիզացիա (VM)
Վիրտուալ մեքենայում դուք ունեք այսպիսի շերտեր՝
1. Ֆիզիկական սարքավորումներ
2. Հիպերվիզոր
3. Վիրտուալ մեքենա (յուրաքանչյուրն ունի իր սեփական օպերացիոն համակարգը + միջուկը)
4. Դիմում
Քանի որ յուրաքանչյուր վիրտուալ մեքենա կրում է ամբողջական օպերացիոն համակարգ, դրանք հակված են լինել «ավելի ծանր», բայց դրանց մեկուսացումը ուժեղ է, և դրանք ճկուն են տարբեր օպերացիոն համակարգեր աշխատեցնելու համար։
Կոնտեյներացում (կոնտեյներ)
Տարաներում շերտերը սովորաբար հետևյալն են.
1. Ֆիզիկական սարքավորումներ
2. Հոսթ օպերացիոն համակարգ (միջուկ)
3. Կոնտեյների աշխատանքային ժամանակ (օրինակ՝ Docker)
4. Կոնտեյներ (ծրագրի + կախվածություններ)
Կոնտեյներներն ավելի թեթև են, քանի որ չեն կրկնօրինակում օպերացիոն համակարգը։ Արդյունքում, դրանք սովորաբար ավելի արագ են ստեղծվում, գործարկվում և տեղակայվում։
4. Ռեսուրսների սպառման տարբերություններ
Վիրտուալ մեքենաները սպառում են ավելի շատ ռեսուրսներ, քանի որ՝
– Յուրաքանչյուր վիրտուալ մեքենա օպերացիոն համակարգի համար պահանջում է օպերատիվ հիշողություն
– Կա հիպերվիզորի և օպերացիոն համակարգի սկավառակի պատկերի վրա ծախսված գումար
– Օպերացիոն համակարգի բեռնավորումը պահանջում է ժամանակ և ռեսուրսներ
Կոնտեյներներն ավելի տնտեսող են, քանի որ՝
– Հոսթի միջուկի համօգտագործում
– Պատկերի չափը համեմատաբար փոքր է (համեմատած OS VM պատկերի հետ)
– Արագ մեկնարկ/կանգառ (հաճախ վայրկյանների ընթացքում կամ ավելի քիչ)
Եթե ձեր նպատակը տասնյակներից մինչև հարյուրավոր փոքր ծառայություններ գործարկելն է, կոնտեյներները սովորաբար ավելի արդյունավետ են։ Սակայն, եթե ձեզ անհրաժեշտ է լիակատար մեկուսացում կամ այլ օպերացիոն համակարգ, ապա ավելի տեղին են վիրտուալ մեքենաները։
5. Տարբերությունը բեռնման և տեղակայման արագության մեջ
Վիրտուալ մեքենան նման է նոր համակարգչի մեկնարկին. այն պահանջում է օպերացիոն համակարգի մեկնարկ, ծառայությունների նախնական կարգավորում և այլն: Վիրտուալ մեքենայի մեկնարկի ժամանակը կարող է տատանվել տասնյակ վայրկյաններից մինչև րոպեներ:
Կոնտեյներները ավելի շատ նման են մեկուսացված ծրագրային գործընթացների գործարկմանը: Շատ կոնտեյներներ կարող են գործարկվել վայրկյանների ընթացքում, կամ նույնիսկ ավելի կարճ ժամանակում՝ կախված պատկերից և ծրագրի նախնականացումից:
CI/CD (Շարունակական ինտեգրացիա/Շարունակական տեղակայում) տեսանկյունից կոնտեյներները հաճախ ընտրվում են, քանի որ դրանք արագացնում են կառուցման-փորձարկման-տեղակայման գործընթացը։
6. Մեկուսացման և անվտանգության մակարդակը
Մեկուսացումը ամենակարևոր գործոններից մեկն է։
VM
– Ավելի ուժեղ մեկուսացում, քանի որ կա առանձին OS/kernels սահման։
– Եթե վիրտուալ մեքենան վնասված է, դրա ազդեցությունը, որպես կանոն, սահմանափակվում է այդ վիրտուալ մեքենայով (չնայած դեռևս կա հիպերվիզորի շահագործման ռիսկ):
– Հարմար է ցածր վստահության մակարդակ ունեցող բազմավարձակալ միջավայրերի համար (օրինակ՝ տարբեր հաճախորդների հյուրընկալում):
Աման
– Մեկուսացումը «ավելի բարակ» է հյուրընկալող միջուկի համատեղ օգտագործման պատճառով։
– Եթե միջուկում կա խոցելիություն կամ կոնտեյների վատ կոնֆիգուրացիա (օրինակ՝ կոնտեյները աշխատում է որպես root, չափազանց բարձր արտոնություններով), հոսթին փոխանցման ռիսկը կարող է մեծանալ։
– Կոնտեյներների անվտանգությունը մեծապես կախված է ամրապնդումից՝ rootless կոնտեյներների օգտագործում, հնարավորությունների սահմանափակումներ, seccomp/apparmor/selinux, պատկերի սկանավորում և այլն։
Այնուամենայնիվ, կոնտեյներների անվտանգության էկոհամակարգը արագ զարգանում է, և շատ խոշոր կազմակերպություններ կոնտեյներները շահագործում են անվտանգ կերպով՝ լավագույն փորձի համաձայն։
7. Փոխադրելիություն և շրջակա միջավայրի համապատասխանություն
Կոնտեյներները գերազանցում են կիրառման փոխադրելիության առումով.
– Կոնտեյներների պատկերները պարունակում են կիրառական կախվածություններ
– Ապահովում է, որ «իմ մեքենայի վրա աշխատողը» աշխատի նաև սերվերների և ամպի վրա
– Հարմար է մշակողների թիմերի համար, որոնք պահանջում են շրջակա միջավայրի հետևողականություն
Վիրտուալ մեքենաները նույնպես դյուրակիր են, բայց ավելի ծանր։
– Վիրտուալ մեքենայի տեղափոխումը նշանակում է ամբողջ օպերացիոն համակարգի տեղափոխում
- Պատկերի ֆայլի չափը կարող է մեծ լինել
– Մատակարարումը հակված է ավելի դանդաղ լինելու
Ժամանակակից պրակտիկայում հաճախ տեղի է ունենում համադրություն. վիրտուալ մեքենաներն օգտագործվում են որպես կայուն և անվտանգ «հանգույցներ», իսկ կոնտեյներները աշխատում են դրանց վրա՝ կիրառման ճկունության համար։
8. Իրական աշխարհում կիրառում. Ե՞րբ ընտրել, թե որ մեկը։
Օգտագործեք վիրտուալիզացիա, եթե՝
1. Դուք պետք է միաժամանակ աշխատեցնեք տարբեր օպերացիոն համակարգեր (օրինակ՝ Windows Server և Linux):
2. Ձեզ անհրաժեշտ է ուժեղ մեկուսացում և սահմաններ միջավայրերի միջև։
3. Դուք գործարկում եք հնացած մոնոլիտային ծրագիր, որը դժվար է կոնտեյներացնել։
4. Ձեր ենթակառուցվածքն արդեն հիմնված է վիրտուալ մեքենայի վրա, և վիրտուալ մեքենայի կառավարումը հասուն է։
Օգտագործեք կոնտեյներացում, եթե՝
1. Դուք կառուցում եք միկրոսերվիսային հավելված կամ ժամանակակից ճարտարապետություն։
2. Ձեզ անհրաժեշտ է արագ տեղակայում և դինամիկ մասշտաբավորում։
3. Ձեզ անհրաժեշտ է DevOps-ի և CI/CD-ի համար համապատասխան միջավայր։
4. Դուք ցանկանում եք ռեսուրսների արդյունավետ օգտագործում բազմաթիվ փոքր ծառայությունների համար։
9. Կառավարման և նվագախմբավորման տարբերությունները
Վիրտուալ մեքենաները կառավարվում են վիրտուալիզացիայի գործիքների միջոցով, ինչպիսիք են vCenter-ը, OpenStack-ը կամ Hyper-V Manager-ը: Չնայած դրանք կարող են զգալիորեն մասշտաբավորվել, վիրտուալ մեքենաների մատակարարումը հաճախ ավելի պահանջկոտ և դանդաղ է:
Կոնտեյներները սովորաբար կառավարվում են մասշտաբով, օգտագործելով օրկեստրատորներ, ինչպիսիք են Kubernetes-ը։
– Ավտոմատ մասշտաբավորում
- Ինքնաբուժում (կոնտեյները ավտոմատ կերպով վերագործարկվում է)
- Ներքին բեռի հավասարակշռում
– Անընդհատ թարմացումներ և հետադարձումներ
– Հռչակագրական (օգտագործելով YAML ֆայլեր)
Սա կոնտեյներացումը դարձնում է կատարյալ համապատասխանություն ամպային էկոհամակարգին։
10. Քեսիմպուլան
Վիրտուալիզացիան և կոնտեյներացումը երկուսն էլ կարևոր են, բայց դրանք սպասարկում են տարբեր կարիքներ: Վիրտուալիզացիան ապահովում է լիարժեք համակարգչային միջավայր՝ բարձր մեկուսացմամբ և տարբեր օպերացիոն համակարգեր գործարկելու ճկունությամբ, բայց այն ավելի ռեսուրսատար է և ավելի դանդաղ է տրամադրվում: Մինչդեռ կոնտեյներացումը առաջարկում է ավելի թեթև, արագ և ավելի փոխադրելի միջոց՝ ծրագրեր գործարկելու համար, որը իդեալական է DevOps-ի, միկրոսերվիսների և մեծածավալ տեղակայումների համար՝ այն պայմանով, որ պահանջվում են լավ անվտանգության և կազմակերպման պրակտիկա:
Վերջին հաշվով, լավագույն ընտրությունը հաճախ «վիրտուալ մեքենաները կամ կոնտեյներները» չեն, այլ երկուսի համադրությունը՝ ենթակառուցվածքային հիմքի համար նախատեսված վիրտուալ մեքենաներ և հավելվածների արդյունավետ աշխատանքի համար նախատեսված կոնտեյներներ: Այս հիմնարար տարբերությունները հասկանալով՝ դուք կարող եք նախագծել ավելի կայուն, անվտանգ և մասշտաբային համակարգեր, որոնք հարմարեցված են ձեր կազմակերպության կարիքներին:
