Container vs. Virtual Machines (VMs): Was ist der Unterschied?

Wenn Sie sich erst seit kurzem mit Virtualisierung befassen, fragen Sie sich vielleicht, worin die Unterschiede in der Technologie zwischen Containern und virtuellen Maschinen (VMs) bestehen.

Container sind zu einer dominierenden Kraft in der cloudnativen Entwicklung geworden, daher ist es wichtig zu verstehen, was sie sind und was sie nicht sind. Container und VMs haben zwar unterschiedliche und einzigartige Eigenschaften, ähneln sich jedoch insofern, als sie beide die IT-Effizienz verbessern, die Portabilität von Anwendungen bieten und DevOps und den Lebenszyklus der Softwareentwicklung verbessern.

Virtualisierung ist ein Prozess, bei dem Software verwendet wird, um eine Abstraktionsschicht über Computerhardware zu erstellen, die es ermöglicht, die Hardwareelemente eines einzelnen Computers in mehrere virtuelle Computer aufzuteilen.

Die verwendete Software wird als Hypervisor bezeichnet, eine kleine Schicht, die es ermöglicht, dass mehrere Betriebssysteme nebeneinander ausgeführt werden und sich dieselben physischen Rechenressourcen teilen. Wenn ein Hypervisor auf einem physischen Computer oder Server (auch als Bare-Metal-Server bekannt) in einem Rechenzentrum verwendet wird, ermöglicht er dem physischen Computer, sein Betriebssystem und seine Anwendungen von seiner Hardware zu trennen. Dann kann es sich in mehrere unabhängige „virtuelle Maschinen“ aufteilen.

Video ansehen, um einen genaueren Einblick in die Virtualisierung zu erhalten:

Virtuelle Maschinen (VMs) sind eine Technologie zum Aufbau von virtualisierten Computerumgebungen. Sie gibt es schon eine ganze Weile und sie gelten als Grundlage der ersten Generation von Cloud-Computing.

Einfach ausgedrückt ist eine virtuelle Maschine eine Emulation eines physischen Computers. VMs ermöglichen es Teams, auf einem einzigen Computer scheinbar mehrere Maschinen mit mehreren Betriebssystemen zu betreiben. Virtuelle Maschinen interagieren mit physischen Computern über leichtgewichtige Softwareschichten, sogenannte Hypervisoren. Hypervisoren können virtuelle Maschinen voneinander trennen und ihnen Prozessoren, Arbeitsspeicher und Speicher zuweisen.

VMs werden auch als Virtual Servers, virtuelle Serverinstanzen und virtuelle private Server bezeichnet.

Container sind eine leichtere und agile Art der Virtualisierung – da sie keinen Hypervisor verwenden, können Sie eine schnellere Ressourcenbereitstellung und eine schnellere Verfügbarkeit neuer Anwendungen genießen. 

Anstatt eine ganze virtuelle Maschine hochzufahren, packt die Containerisierung alles zusammen, was für die Ausführung einer einzelnen Anwendung oder eines Microservices benötigt wird (zusammen mit den Laufzeitbibliotheken, die sie benötigen). Der Container enthält den gesamten Code, seine Abhängigkeiten und sogar das Betriebssystem selbst. Dadurch können Anwendungen fast überall ausgeführt werden — auf einem Desktop-Computer, einer herkömmlichen IT-Infrastruktur oder in der Cloud.

Container verwenden eine Form der Virtualisierung von Betriebssystemen. Einfach ausgedrückt, sie nutzen Funktionen des Host-Betriebssystems, um Prozesse zu isolieren und den Zugriff der Prozesse auf CPUs, Arbeitsspeicher und Speicherplatz zu kontrollieren.

Container gibt es schon seit Jahrzehnten. Der allgemeine Konsens ist jedoch, dass die moderne Container-Ära im Jahr 2013 mit der Einführung von Docker begann, einer Open-Source-Plattform zum Erstellen, Bereitstellen und Verwalten von containerisierten Anwendungen. Erfahren Sie mehr über Docker, Docker-Container, Dockerfiles (die Build-Datei des Container-Images) und wie sich das Ökosystem in den letzten zehn Jahren mit der Container-Technologie weiterentwickelt hat.

Bei der herkömmlichen Virtualisierung virtualisiert ein Hypervisor die physische Hardware. Das Ergebnis ist, dass jede virtuelle Maschine ein Gastbetriebssystem enthält, eine virtuelle Kopie der Hardware, die das Betriebssystem zum Ausführen benötigt, und eine Anwendung und die zugehörigen Bibliotheken und Abhängigkeiten. VMs mit unterschiedlichen Betriebssystemen können auf demselben physischen Server ausgeführt werden. So kann beispielsweise eine VMware-VM neben einer Linux-VM laufen, die wiederum neben einer Microsoft-VM läuft, usw.

Anstatt die zugrunde liegende Hardware zu virtualisieren, virtualisieren Container das Betriebssystem (in der Regel Linux oder Windows), so dass jeder einzelne Container nur die Anwendung und ihre Bibliotheken und Abhängigkeiten enthält. Container sind klein, schnell und portabel, denn im Gegensatz zu einer Virtual Machine müssen Container nicht in jeder Instanz ein Gastbetriebssystem enthalten und können stattdessen einfach die Funktionen und Ressourcen des Hostbetriebssystems nutzen. 

Genau wie bei virtuellen Maschinen können Entwickler mit Containern die CPU- und Speichernutzung physischer Maschinen verbessern. Container gehen sogar noch weiter: Da sie auch eine Microservices-Architektur ermöglichen, können Anwendungskomponenten granularer bereitgestellt und skaliert werden. Dies ist eine attraktive Alternative zum Hochskalieren einer gesamten monolithischen Anwendung, wenn nur eine einzelne Komponente mit ihrer Last zu kämpfen hat.

Schauen Sie sich mit Nigel Brown genauer an, wie sich Container von VMs unterscheiden:

Es gibt zwar immer noch viele Gründe, virtuelle Maschinen zu verwenden, aber Container bieten ein Maß an Flexibilität und Portabilität, das perfekt für die Multi-Cloud-Welt ist. Wenn Entwickler neue Anwendungen erstellen, wissen sie möglicherweise nicht, an welchen Orten sie bereitgestellt werden müssen.

Heute kann ein Unternehmen die Anwendung in seiner Private Cloud ausführen, aber morgen muss es sie möglicherweise in einer Public Cloud eines anderen Anbieters bereitstellen. Die Containerisierung von Anwendungen bietet Teams die Flexibilität, die sie benötigen, um die vielen Softwareumgebungen der modernen IT zu bewältigen. 

Container eignen sich auch ideal für Automatisierung und DevOps-Pipelines, einschließlich der Implementierung von Continuous Integration und Bereitstellung (CI/CD).

Trotz der vielen Nutzen von Containern und der unzähligen Anwendungsfälle, in denen sie die beste Option sind, bringen sie auch einige Herausforderungen mit sich.

Große Anwendungen können eine enorme Anzahl von Containern umfassen, und die Containerverwaltung stellt die Teams vor einige ernsthafte Probleme. Wie erhalten Sie einen Überblick darüber, was wo läuft? Wie gehen Sie mit wichtigen Themen wie Sicherheit und Compliance um? Wie verwalten Sie Ihre Anwendungen systematisch?

Die meisten Unternehmen wenden sich Open-Source-Lösungen wie Kubernetes zu, und Kubernetes führt in den meisten Situationen für viele Unternehmen bereits Container aus.