Docker e le macchine virtuali (VM): le principali differenze

Nell’ambito dell’implementazione delle applicazioni, negli ultimi anni si sono affermate due tecnologie: Docker e le macchine virtuali (VM). Entrambe consentono di isolare applicazioni e risorse, ma differiscono notevolmente per ambiti d’utilizzo e approccio. In questo articolo ti forniamo una panoramica delle somiglianze, delle differenze, dei vantaggi e degli svantaggi di entrambe le tecnologie. Infine, parleremo degli ambiti di utilizzo di Docker e delle macchine virtuali.

Cos’è Docker?

Docker è una soluzione di virtualizzazione che consente di comprimere ed eseguire le applicazioni e le loro dipendenze in cosiddetti container. Un container Docker è un ambiente a sé stante che racchiude tutti i componenti di un’applicazione quali sistema operativo, ambiente di runtime, librerie e configurazioni. I container possono essere eseguiti su qualsiasi sistema con Docker, indipendentemente dall’infrastruttura sottostante. Docker permette di distribuire e scalare le applicazioni con maggiore rapidità e di usare meno risorse rispetto alle classiche tecnologie di virtualizzazione come le macchine virtuali.

Cosa sono le macchine virtuali (VM)?

Una macchina virtuale (VM) è un approccio alternativo alla virtualizzazione. La virtual machine emula il software di una piattaforma informatica, consentendo di eseguire più sistemi operativi e applicazioni su un singolo hardware. Di seguito ti illustriamo alcuni possibili ambiti d’utilizzo delle macchine virtuali:

• Consolidamento del server: le aziende possono consolidare più server su un unico hardware, in modo da sfruttarne le risorse in modo più efficiente e diminuire i costi operativi.
• Sviluppo: i programmatori e le programmatrici possono ricorrere a macchine virtuali per simulare diversi sistemi operativi e ambienti di sviluppo in modo da creare e testare le applicazioni.
• Isolamento delle applicazioni: le macchine virtuali consentono di eseguire applicazioni e le loro dipendenze in ambienti isolati, aumentando la sicurezza e riducendo allo stesso tempo il rischio di conflitti tra applicazioni diverse.
• Sicurezza: le macchine virtuali si usano spesso per simulare attacchi informatici e sviluppare programmi di sicurezza.

Le somiglianze tra Docker e le macchine virtuali

Nonostante alcune differenze strutturali, Docker e le macchine virtuali presentano aspetti in comune, soprattutto per quanto riguarda portabilità, immagini e gestione delle versioni.

Portabilità

Sia Docker che le macchine virtuali sono altamente portabili e consentono di eseguire le applicazioni e le loro dipendenze su sistemi e piatteforme diversi. I container Docker si definiscono portabili perché possono essere eseguiti su qualsiasi sistema provvisto di Docker, indipendentemente dall’infrastruttura su cui il sistema si basa. Allo stesso modo è possibile distribuire le macchine virtuali su diversi hypervisor o piattaforme cloud, purché l’ambiente di destinazione supporti la tecnologia di virtualizzazione appropriata.

Immagini

Il concetto di immagine è un altro punto che accomuna Docker e le macchine virtuali. Le immagini di Docker e quelle delle macchine virtuali fungono da modelli in grado di descrivere lo stato e la configurazione di un’applicazione o di un sistema operativo. In entrambi i casi queste immagini possono essere amministrate in modo tale da tracciare e gestire le diverse versioni di un’applicazione o di un sistema operativo. Così gli sviluppatori possono realizzare distribuzioni uniformi e riproducibili e tenere traccia in modo sistematico delle modifiche alle applicazioni o delle configurazioni di sistema. L’uso delle immagini facilita anche la collaborazione tra ambiente di sviluppo, test e produzione, in quanto gli sviluppatori, le sviluppatrici e gli altri team possono utilizzare le stesse immagini, garantendo così che le applicazioni siano distribuite in modo uniforme in ambienti diversi.

Gestione delle versioni

Sia Docker che le macchine virtuali consentono di gestire in modo efficace le immagini per facilitare il processo di sviluppo e garantire una distribuzione uniforme delle applicazioni. La gestione delle versioni consente agli sviluppatori e alle sviluppatrici di tracciare, annullare e gestire le modifiche alle immagini per garantire la stabilità e l’affidabilità delle loro applicazioni.

Le differenze tra Docker e le macchine virtuali

Docker e le macchine virtuali (VM) utilizzano approcci diversi per eseguire applicazioni in ambienti differenti. Nonostante entrambe le tecnologie perseguono lo stesso obiettivo, presentano marcate differenze.

Docker e macchine virtuali: obiettivi

L’obiettivo principale di Docker è quello di distribuire applicazioni e servizi in container che offrono ambienti isolati e portatili. Questa piattaforma mira a migliorare l’efficienza e la scalabilità delle applicazioni e a semplificarne la distribuzione.

Le macchine virtuali, invece, forniscono un ambiente di virtualizzazione completo in cui più sistemi operativi possono essere eseguiti su un singolo hardware. Il loro obiettivo primario è quello di consentire agli utenti di creare un ambiente virtuale isolato e indipendente dall’hardware sottostante.

Docker e macchine virtuali: architettura

I container Docker condividono le risorse del sistema operativo host e del kernel, il che si traduce in minori costi generali e tempi di avvio più rapidi rispetto alle macchine virtuali.

Le macchine virtuali, invece, emulano un ambiente hardware completo e dispongono di un proprio sistema operativo, indipendente sia dalle altre macchine virtuali che dal sistema operativo host. In questo modo l’isolamento delle applicazioni è migliore, ma le risorse usate e i tempi di avvio risultano maggiori rispetto ai container.

Docker e macchine virtuali: sicurezza

I container Docker usano lo stesso kernel del sistema operativo host, il che comporta potenziali rischi per la sicurezza: un’immagine di container difettosa o infetta potrebbe avere ripercussioni negative sull’intero hardware.

Al contrario, le macchine virtuali sono eseguite su un sistema operativo separato, offrendo quindi un livello di isolamento maggiore. Questo migliora la sicurezza in quanto gli attacchi a una macchina virtuale di solito interessano solo quella specifica macchina.

Docker e macchine virtuali: gestione delle risorse

Ciascuna macchina virtuale dispone di risorse dedicate, completamente isolate dalle altre macchine virtuali. Questo consente una gestione più precisa delle risorse stesse e un isolamento completo dei carichi di lavoro.

I container Docker, invece, condividono le risorse del sistema operativo host, consentendo un uso più efficiente dell’hardware. Tuttavia, isolare carichi di lavoro che usano molte risorse può risultare complesso.

Docker e macchine virtuali: performance

I container Docker offrono generalmente migliori prestazioni e tempi di avvio più brevi rispetto alle macchine virtuali.

Le macchine virtuali invece, a causa dell’ambiente di virtualizzazione completo, presentano un overhead maggiore e tempi di avvio più lunghi rispetto ai container. Tuttavia, possono risultare più adatte se il carico di lavoro è elevato e necessita di un isolamento più efficace.

Docker e macchine virtuali: portabilità

Spostare i container Docker da un ambiente all’altro è facile, purché sul desktop di destinazione sia installato Docker.

Le immagini delle macchine virtuali, invece, sono meno portabili in quanto non contengono solo l’applicazione ma anche l’intero sistema operativo. Spostare le macchine virtuali da un hypervisor all’altro richiede spesso alcuni passaggi di conversione.

Vantaggi di Docker e delle macchine virtuali a confronto

In base alle differenze precedentemente menzionate, i vantaggi offerti da Docker e dalle macchine virtuali (VM) sono diversi e possono essere presi in considerazione a seconda dei diversi casi d’uso.

Vantaggi di Docker

• Container leggeri: i container Docker usano meno risorse rispetto alle macchine virtuali, consentendo una distribuzione più rapida delle applicazioni e un utilizzo più efficiente delle risorse.
• Portabilità: i container Docker sono portabili e possono girare su diversi sistemi e piattaforme cloud, sempre che l’ambiente di destinazione supporti Docker. Questo facilita la distribuzione e la scalabilità delle applicazioni in ambienti diversi.
• Distribuzione rapida: grazie alla tecnologia basata sui container, Docker consente una distribuzione delle applicazioni particolarmente rapida. Se stai sviluppando un’applicazione, puoi creare, avviare e arrestare i container in modo rapido, accelerando così il processo di sviluppo e distribuzione.
• Orchestrazione semplice: gli strumenti di Docker quali Docker Swarm e Kubernetes semplificano l’orchestrazione dei container. Questi strumenti consentono di distribuire i container su vari host, di scalare i processi automaticamente e di assicurare che non ci siano interruzioni.
• Architettura dei microservizi: Docker è perfetto per implementare le architetture dei microservizi, poiché consente l’isolamento e la distribuzione di singoli servizi in diversi container, migliorando in questo modo la scalabilità, la manutenzione e la flessibilità delle applicazioni.

Vantaggi delle macchine virtuali

• Maggiore isolamento: le macchine virtuali offrono un maggiore isolamento tra loro, in quanto ogni macchina dispone del proprio sistema operativo e delle proprie risorse. Questo aumenta la sicurezza e riduce il rischio di attacchi informatici o fughe di dati.
• Virtualizzazione completa: le macchine virtuali consentono di eseguire sistemi operativi diversi sullo stesso hardware, migliorando la compatibilità tra diversi sistemi operativi e applicazioni.
• Applicazioni legacy: le macchine virtuali si prestano all’esecuzione di applicazioni legacy che richiedono un sistema operativo specifico. Infatti, consentono di eseguire le applicazioni più datate sulle piattaforme hardware attuali senza che la stabilità dell’ambiente risulti compromessa.
• Gestione delle risorse precisa: le macchine virtuali offrono una gestione più precisa delle risorse, in quanto ciascuna macchina virtuale dispone di risorse proprie che possono essere gestite indipendentemente l’una dall’altra. In questo modo la loro allocazione e il loro utilizzo avviene in modo più preciso.
• Applicazioni critiche per la sicurezza: le macchine virtuali vengono usate per eseguire applicazioni essenziali per il mantenimento della sicurezza e che necessitano di un elevato livello di isolamento e protezione. La separazione dei sistemi operativi e delle risorse riduce al minimo i rischi per la sicurezza.

Un confronto tra Docker e le macchine virtuali: quale tecnologia è la più adatta per il tuo progetto?

La scelta tra Docker e macchine virtuali dipende da vari fattori, ad esempio il tipo di applicazione, i requisiti di sicurezza o la flessibilità desiderata. È quindi importante valutare quali vantaggi e svantaggi offrono entrambe le tecnologie e scegliere quella che meglio soddisfa i requisiti del progetto.

Docker si adatta bene ad applicazioni con:

• cicli di distribuzione brevi
• bassi requisiti per quanto riguarda l’architettura dei microservizi
• scalabilità veloce
• infrastruttura fisica distribuita

Le macchine virtuali, invece, sono adatte per:

• sistemi operativi con un’unica infrastruttura fisica
• sistemi operativi che hanno bisogno di diversi elementi di controllo
• sistemi operativi con dipendenze specifiche
• risorse hardware con requisiti specifici
• applicazioni legacy che non funzionano più sui sistemi operativi moderni