Container vs macchina virtuale
La virtualizzazione ha trasformato radicalmente il modo in cui opera l'IT. La virtualizzazione ha rotto il tradizionale rapporto uno-a-uno (costoso, inefficiente) tra hardware e sistemi operativi consentendo l'esistenza di più ambienti informatici simulati su una singola macchina fisica.
All'inizio la virtualizzazione ha rivoluzionato l'IT tramite macchine virtuali (VM). Ogni VM si comporta come un computer completamente indipendente, in grado di eseguire il proprio sistema operativo e il proprio codice applicativo. In questo modo i reparti IT possono consolidare molti server fisici sottoutilizzati su un numero inferiore di macchine più potenti, riducendo in modo significativo l'espansione dell'hardware e i costi energetici.
Containers ha fatto un ulteriore passo avanti nel concetto di virtualizzazione. Offrendo una forma di virtualizzazione più leggera, i container condividono il sistema operativo della macchina host ma isolano le applicazioni specifiche e le relative dipendenze.
Questo rende i container incredibilmente veloci da avviare e facili da spostare, caratteristica che li rende ideali per un utilizzo basato sul Cloud. In generale, la virtualizzazione consente ai team IT di ottimizzare l'utilizzo delle risorse, semplificare lo sviluppo, aumentare la flessibilità per il disaster recovery e, in ultima analisi, ridurre i costi aumentando al contempo l'agilità.
Comprendere la virtualizzazione
La virtualizzazione ha rivoluzionato l'efficienza dell'IT introducendo un livello software tra l'hardware e i sistemi operativi eseguiti su di esso. Questo livello è noto come hypervisor ed è la chiave per creare macchine virtuali o container.
L'hypervisor è un gestore di risorse che assegna parti di CPU, memoria, storage e rete dell'hardware a ogni ambiente virtuale. Inoltre, intercetta le istruzioni dei sistemi operativi in esecuzione all’interno delle VM e le traduce in comandi comprensibili dall’hardware fisico.
I processori moderni spesso includono funzioni di virtualizzazione assistita da hardware (come Intel VT-x o AMD-V). Queste funzionalità consentono all'hypervisor di scaricare attività specifiche direttamente sull'hardware, migliorando in modo significativo le prestazioni della VM. Sebbene la virtualizzazione basata su hardware sia vantaggiosa, non è strettamente necessaria; la virtualizzazione basata su software può comunque funzionare in modo efficace ed efficiente.
Infine, la virtualizzazione crea un livello di astrazione che rende il software indipendente dall'hardware sottostante. Questo è il fondamento del suo impatto trasformativo sull'agilità e l'efficienza dell'IT.
Cos'è una macchina virtuale?
Una macchina virtuale (VM) consente la virtualizzazione. È un'emulazione software di un sistema di computer fisico, completa di CPU virtuale, memoria, storage e interfacce di rete. Immaginatelo come un computer simulato in esecuzione all'interno di un altro computer.
Le macchine virtuali possono essere create e gestite utilizzando un hypervisor, che agisce come un conduttore, allocando risorse e garantendo un funzionamento fluido per più macchine su una singola macchina fisica. Le macchine virtuali offrono uno strumento versatile in diversi ambienti informatici:
- PC: I privati possono utilizzare una macchina virtuale in un computer personale per eseguire software progettato per un sistema operativo diverso. Ad esempio, è possibile creare una VM con Windows sul Mac per eseguire programmi specifici solo per Windows.
- Server on-premise: Le aziende possono utilizzare le macchine virtuali per consolidare più server fisici in un numero ridotto di macchine più potenti. In questo modo è possibile ridurre i costi hardware e semplificare la gestione dei server. I reparti IT possono creare macchine virtuali per attività specifiche come server Web, database o ambienti di sviluppo.
- Cloud Computing I provider Cloud offrono macchine virtuali as a Service (IaaS) che offrono una scalabilità e una flessibilità incredibili. Le aziende possono facilmente fornire on demand alle macchine le risorse desiderate, eliminando la necessità di investimenti iniziali in hardware. e scalare le macchine virtuali in base al cambiamento dei carichi di lavoro.
In sostanza, le VM forniscono ambienti di elaborazione isolati che si comportano come computer indipendenti.
Questo isolamento permette di eseguire diversi sistemi operativi e applicazioni sulla stessa macchina fisica, indipendentemente dalla localizzazione (il PC, il server aziendale o il Cloud). Questa flessibilità ed efficienza rendono la virtualizzazione una tecnologia di base nello scenario IT odierno.
Cos'è un container?
Sebbene le macchine virtuali siano eccellenti nell'emulazione di interi computer, i container rappresentano un'alternativa più leggera e veloce. A differenza delle macchine completamente virtualizzate, i container non simulano il loro hardware. Condividono invece il kernel del sistema operativo del computer host, ma isolano l'applicazione specifica, le relative librerie e le dipendenze necessarie per l'esecuzione. In genere, i container sono orchestrati da servizi come Kubernetes o Docker.
In questo modo, l’avvio di un container è molto più rapido e le applicazioni utilizzano meno risorse rispetto alle macchine virtuali. È ideale per utilizzare container in diverse applicazioni, tra cui:
Architettura dei microservizi:
Le applicazioni moderne sono spesso costruite come raccolte di piccoli servizi indipendenti. I container sono perfetti per questi microservizi, consentendo uno sviluppo, un'implementazione e una scalabilità indipendenti.
Sviluppo Cloud native:
I container sono visibili anche negli ambienti Cloud. La portabilità e i tempi di avvio rapidi li rendono ideali per l’implementazione e la gestione di applicazioni su piattaforme Cloud.
Continuous integration and delivery (CI/CD):
I container semplificano le pipeline CI/CD. Gli sviluppatori possono creare ambienti coerenti per test e deploy, indipendentemente dall'infrastruttura sottostante.
Standardizzazione e isolamento:
I container garantiscono l'esecuzione coerente delle applicazioni in diversi ambienti raggruppando tutte le dipendenze. Questo isolamento impedisce inoltre conflitti tra le applicazioni che condividono lo stesso computer host.
Calcolo ad alte prestazioni
I container possono gestire e scalare in modo efficiente i carichi di lavoro paralleli nel calcolo a elevate prestazioni.
I container sono leggeri ed efficienti, utilizzarli e gestirne molti, soprattutto su larga scala, può diventare complesso. Soluzioni di orchestrazione come Docker automatizzano l'implementazione, la scalabilità e la creazione di reti su più container.
In breve, l'orchestrazione aiuta a gestire molti container e a garantire il corretto funzionamento dei programmi. Kubernetes è un esempio di orchestrazione di container. Managed Kubernetes e Managed Rancher sono strumenti comunemente adottati per aiutare le aziende a gestire complessi terreni tecnologici che dipendono da container.
Nel complesso, i container offrono un approccio alla virtualizzazione più rapido e agile rispetto alle macchine virtuali. La leggerezza e l’attenzione al codice isolato li rendono perfetti per i moderni flussi di sviluppo e deploy, soprattutto negli ambienti basati sul Cloud.
Somiglianza e differenza
Le macchine virtuali e i container sono strumenti di virtualizzazione potenti, ma il loro approccio e i compromessi che ne derivano sono diversi. Le macchine virtuali emulano un sistema informatico, incluse CPU virtuale, memoria, storage e interfacce di rete.
Ogni VM esegue un sistema operativo completo. Questo fornisce un elevato grado di isolamento, rendendo le VM ideali per scenari in cui è necessario eseguire più sistemi operativi sullo stesso hardware, supportare applicazioni legacy associate a versioni specifiche del sistema operativo o richiedere limiti di sicurezza rigorosi. Tuttavia, questa emulazione del sistema comporta un sovraccarico: le VM sono più importanti, più lente da avviare e utilizzano più risorse.
I container, invece, utilizzano un approccio più leggero. Condividono il kernel del sistema operativo del computer host, ma creano un pacchetto dell'applicazione specifica con tutte le librerie e le dipendenze necessarie. Questo rende un contenitore incredibilmente veloce da avviare (spesso in secondi) e altamente portatile.
Le dimensioni ridotte consentono inoltre una maggiore efficienza: su un singolo host è possibile utilizzare molti più container rispetto alle macchine virtuali. I container sono particolarmente adatti per i carichi di lavoro nativi del Cloud, le architetture di microservizi e qualsiasi situazione in cui velocità, portabilità ed efficienza delle risorse sono fattori cruciali. Allo stesso tempo, i container offrono un buon isolamento ma, grazie al sistema operativo del kernel condiviso, non sono così solidi come le VM.
Quale opzione è migliore?
Le macchine virtuali offrono solide qualità di isolamento, ma richiedono molte risorse. Tuttavia, poiché ogni VM esegue un sistema operativo completo e separato, le VM forniscono l'isolamento più sostanziale. Questo protegge il codice dai conflitti e garantisce la sicurezza per i carichi di lavoro sensibili o quelli con requisiti di conformità rigorosi. Viceversa, i container possono aumentare ulteriormente l’efficienza offrendo una versione leggera.
Pro e contro delle macchine virtuali
Le macchine virtuali sono una tecnologia consolidata con una vasta gamma di strumenti di gestione, opzioni di supporto e una storia di prestazioni affidabili, che le rendono più facili da adottare per gli ambienti IT tradizionali.
La simulazione di un intero sistema informatico all'interno di ogni VM consuma notevoli risorse di CPU, memoria e storage. Questo può limitare il numero di macchine che possono essere eseguite su una macchina fisica, aumentando i costi.
Avviare un sistema operativo completamente virtualizzato aggiunge un sovraccarico significativo rispetto ai container. Questo rende le macchine virtuali meno adatte a situazioni che richiedono una rapida distribuzione e scalabilità verso l’alto o il basso dei servizi.
A titolo di confronto, i container condividono il kernel del sistema operativo della macchina host, rendendolo estremamente veloce da avviare (in pochi secondi) e molto più piccolo delle macchine virtuali. Questa riduzione dei costi generali si traduce in una riduzione dei costi delle risorse e in una maggiore efficienza.
Confronto con i container
Dotati di tutte le dipendenze necessarie, i container sono altamente portatili. In questo modo possono essere eseguite in modo coerente su diversi sistemi, semplificando sviluppo, test e deploy nel Cloud.
La natura leggera dei container consente una rapida scalabilità delle applicazioni. Effettuare il provisioning o la rimozione dei container è molto più rapido rispetto a fare lo stesso con una macchina virtuale e questo le rende ideali per la gestione di carichi di lavoro variabili.
Viceversa, la condivisione del kernel del sistema operativo dell'host permette ai container di offrire un isolamento minore rispetto a una VM. Sebbene esistano misure di sicurezza, queste ultime sono meno adatte a carichi di lavoro multi-tenant estremamente sensibili e con rigorosi limiti di conformità.
I container dipendono in genere dal sistema operativo host sottostante, limitando i tipi di sistemi operativi che possono essere eseguiti internamente. Questo le rende meno flessibili delle macchine virtuali per applicazioni legacy specifiche.
La tecnologia dei container è più recente della tecnologia delle macchine virtuali e si evolve ancora rapidamente. Gli strumenti di orchestrazione e le best practice continuano a maturare e la gestione dei container può offrire maggiore complessità rispetto alla gestione delle VM tradizionali.
Esame delle applicazioni per la migliore compatibilità
Questi requisiti di calcolo sono i più adatti per le macchine virtuali:
Consolidamento delle applicazioni legacy:
Molte applicazioni meno recenti sono basate su presupposti relativi a una versione specifica del sistema operativo o a risorse hardware. Le macchine virtuali creano ambienti isolati in cui queste dipendenze vengono soddisfatte, consentendo di eseguire applicazioni legacy su hardware moderno e prolungarne la durata.
Ambienti multi-tenant:
Quando si forniscono servizi a più clienti, ciascuno con i propri requisiti in termini di dati e applicazioni, la protezione sostanziale offerta dalle macchine virtuali è di fondamentale importanza. Le macchine virtuali forniscono "muri" separati per ogni cliente, garantendo la separazione di dati e processi, aumentando la sicurezza e rispettando gli standard di conformità.
Test e sviluppo:
Consente agli sviluppatori di creare rapidamente ambienti di test che simulano diversi sistemi operativi, configurazioni di rete o versioni software. In questo modo è possibile semplificare la sperimentazione delle modifiche al codice, isolando i test dai sistemi di produzione e garantendo il funzionamento affidabile del software su più piattaforme di destinazione.
Disaster Recovery:
La possibilità di replicare un'intera VM con le applicazioni e i dati forniti fornisce un solido strumento di Disaster Recovery. Le macchine virtuali in standby possono essere attivate su hardware o localizzazioni geografiche diverse, riducendo al minimo i tempi di inattività e garantendo la continuità operativa in caso di malfunzionamenti del sito principale.
Al contrario, i container sono più adatti per:
Architetture di microservizi:
I programmi moderni spesso abbracciano piccoli componenti (microservizi), ognuno dei quali gestisce un compito specifico. I container incapsulano perfettamente questi microservizi con le dipendenze necessarie, promuovendo scalabilità e aggiornamenti. in linea con le procedure software agili.
Condutture CI/CD:
I container garantiscono la coerenza dall'installazione all'esecuzione dei test fino alla distribuzione. Il codice viene inserito in un contenitore una sola volta e quindi si sposta attraverso varie fasi della pipeline con tutte le relative dipendenze intatte, eliminando i conflitti di configurazione che spesso si verificano durante la distribuzione su computer diversi.
Applicazioni Cloud Native
Costruiti pensando alla portabilità, i container si spostano senza problemi tra le diverse piattaforme Cloud. Supportano la scalabilità rapida avviando e fermandosi rapidamente, consentendo alle applicazioni di adattarsi automaticamente alle mutevoli esigenze di carico. Questa efficienza delle risorse è fondamentale per massimizzare i vantaggi del Cloud computing.
Implementazioni ad alta densità:
La leggerezza dei container fa sì che un singolo server fisico possa supportare molte più applicazioni rispetto all'installazione di una VM. Questo rende i container ideali quando l’ottimizzazione dell’utilizzo dell’hardware è una priorità, consentendo di sfruttare al meglio l’infrastruttura esistente.
Prodotti OVHcloud
Gestione semplificata e centralizzata dei cluster Kubernetes
In un ambiente Kubernetes è possibile semplificare l'installazione, la gestione e il miglioramento continuo delle applicazioni containerizzate. Questo servizio semplifica la gestione multi-cluster in Kubernetes, in particolare quando si utilizzano ambienti multi-Cloud o ibridi.
In questo modo è possibile risparmiare tempo e denaro e concentrarsi sullo sviluppo di applicazioni containerizzate.
Un servizio Kubernetes® gestito e gratuito per orchestrare i container
Kubernetes® è uno degli strumenti di orchestrazione di contenuti più diffusi sul mercato. È utilizzato da aziende di tutte le dimensioni. e può essere utilizzato per implementare applicazioni, scalarle e renderle più resilienti, anche in infrastrutture hybrid Cloud o multi-Cloud.
Service Managed Kubernetes® è basato sulle istanze Public Cloud di OVHcloud. I Load Balancer e i dischi aggiuntivi di OVHcloud integrati consentono di ospitare qualsiasi tipo di carico di lavoro, con totale reversibilità.