VM או Docker?

איך אתה יודע אם אתה צריך Docker ולא VM? אתה צריך לקבוע מה בדיוק אתה רוצה לבודד. אם אתה רוצה לבודד מערכת עם משאבים ייעודיים מובטחים וחומרה וירטואלית, הבחירה צריכה להיות VM. אם אתה צריך לבודד יישומים פועלים כתהליכי מערכת נפרדים, תצטרך Docker.

אז מה ההבדל בין מכולות Docker ל-VMs?

מכונה וירטואלית (VM) הוא מחשב וירטואלי עם כל המכשירים הווירטואליים ודיסק קשיח וירטואלי עליו מותקנת מערכת הפעלה עצמאית חדשה יחד עם מנהלי התקנים וירטואליים, ניהול זיכרון ורכיבים נוספים. כלומר, אנו מקבלים הפשטה של ​​חומרה פיזית המאפשרת לנו להפעיל מחשבים וירטואליים רבים על מחשב אחד.
VM מותקן יכול לתפוס מקום בדיסק של המחשב שלך בדרכים שונות:

• שטח דיסק קשיח קבוע, המאפשר גישה מהירה יותר לדיסק הקשיח הוירטואלי ומונע פיצול קבצים;
• הקצאת זיכרון דינמית. בעת התקנת יישומים נוספים, הזיכרון יוקצה עבורם באופן דינמי עד שיגיע לכמות המקסימלית שהוקצה לו.

ככל שיותר מכונות וירטואליות לשרת, כך הן תופסות יותר מקום, וגם דורשות תמיכה מתמדת בסביבה הנדרשת להפעלת האפליקציה שלך.

סַוָר היא תוכנה ליצירת יישומים מבוססי קונטיינר. למכולות ולמכונות וירטואליות יש יתרונות דומים, אך פועלים אחרת. מיכלים תופסים פחות מקום כי... לעשות שימוש חוזר יותר במשאבים משותפים של המערכת המארחת מאשר ב-VM, מכיוון בניגוד ל-VM, הוא מספק וירטואליזציה ברמת מערכת ההפעלה, לא ברמת החומרה. גישה זו מביאה לטביעת זיכרון נמוכה יותר, לפריסה מהירה יותר ולשינוי קנה מידה קל יותר.

הקונטיינר מספק מנגנון יעיל יותר ללקיחת יישומים על ידי אספקת הממשקים הדרושים למערכת המארחת. תכונה זו מאפשרת לקונטיינרים לשתף את ליבת המערכת, כאשר כל קונטיינר פועל כתהליך נפרד של מערכת הפעלה מארח שיש לו קבוצה משלו של אזורי זיכרון (מרחב כתובות וירטואלי משלו). מכיוון שמרחב הכתובות הווירטואלי של כל מיכל הוא שלו, לא ניתן לשנות נתונים השייכים לאזורי זיכרון שונים.
מערכת ההפעלה המקורית של Docker היא לינוקס (אפשר להשתמש ב-Docker גם ב-Windows וב-MacOS), היא משתמשת ביתרונות העיקריים שלה, המאפשרים לה לארגן את הפרדת הליבה. הפעלת קונטיינרים של Docker ב-Windows תתבצע בתוך מכונה וירטואלית המריץ מערכת הפעלה לינוקס, מכיוון קונטיינרים חולקים את מערכת ההפעלה של המערכת המארחת ומערכת ההפעלה העיקרית עבורם היא לינוקס.

מיכל - איך זה עובד?

מכולה הוא הפשטה ברמת היישום המשלבת קוד ותלות. קונטיינרים נוצרים תמיד מתמונות, הוספת שכבה עליונה ניתנת לכתיבה ואתחול פרמטרים שונים. מכיוון שלמכולה יש שכבת כתיבה משלו וכל השינויים מאוחסנים בשכבה זו, קונטיינר מרובים יכולים לשתף גישה לאותה תמונת מאסטר.

ניתן להגדיר כל קונטיינר דרך קובץ בפרויקט docker-compose הכלול בפתרון הראשי - docker-compose.yml. שם אתה יכול להגדיר פרמטרים שונים כגון שם קונטיינר, יציאות, מזהים, מגבלות משאבים, תלות בין קונטיינרים אחרים. אם לא תציין שם קונטיינר בהגדרות, Docker תיצור קונטיינר חדש בכל פעם, ויעניק לו שם באופן אקראי.

כאשר מיכל מופעל מתמונה, Docker מעלה מערכת קבצים לקריאה-כתיבה על גבי כל השכבות שמתחת. זה המקום שבו יפעלו כל התהליכים שאנו רוצים שה-Docker שלנו יפעיל.

כאשר Docker מתחיל לראשונה מיכל, שכבת הקריאה-כתיבה הראשונית ריקה. כאשר מתרחשים שינויים, הם מוחלים על שכבה זו; לדוגמה, אם ברצונך לשנות קובץ, הקובץ הזה יועתק מהשכבה לקריאה בלבד למטה לשכבת הקריאה-כתיבה.
הגרסה לקריאה בלבד של הקובץ עדיין קיימת, אך כעת היא מוסתרת מתחת לעותק. נפחים משמשים לאחסון נתונים, ללא קשר למחזור החיים של המיכל. נפחים מאתחלים כאשר המיכל נוצר.

איך התמונה קשורה למיכל?

תמונה - המרכיב העיקרי עבור כל מיכל. התמונה נוצרת מתוך Dockerfile שנוסף לפרויקט והיא קבוצה של מערכות קבצים (שכבות) שכבות זו על גבי זו ומקובצות יחד, לקריאה בלבד; המספר המרבי של שכבות הוא 127.

בליבה של כל תמונה נמצאת תמונת בסיס, המצוינת בפקודת FROM - נקודת הכניסה בעת בניית תמונת Dockerfile. כל שכבה היא שכבה לקריאה בלבד ומיוצגת על ידי פקודה יחידה שמשנה את מערכת הקבצים, הכתובה ב-Dockerfile.
כדי לשלב את השכבות הללו לתמונה אחת, Docker משתמש במערכת הקבצים המתקדמת מרובה שכבות של Union (AuFS בנויה על גבי UnionFS), המאפשרת שכבה שקופה של קבצים וספריות שונות משכבות קבצים שונות, ויוצרת מערכת קבצים מגובשת.

שכבות מכילות מטא נתונים המאפשרים לך לאחסן מידע קשור על כל שכבה במהלך זמן הריצה וזמן הבנייה. כל שכבה מכילה קישור לשכבה הבאה; אם לשכבה אין קישור, היא השכבה העליונה ביותר בתמונה.

ה-Dockerfile עשוי להכיל פקודות כגון:

• FROM - נקודת כניסה בעת יצירת תמונה;
• MAINTAINER - שם בעל התמונה;
• RUN - ביצוע פקודה במהלך הרכבת תמונה;
• ADD - העתקת קובץ המארח לתמונה חדשה; אם תציין את כתובת ה-URL של הקובץ, Docker יוריד אותו לספרייה שצוינה;
• ENV - משתני סביבה;
• CMD - מתחיל יצירת מיכל חדש המבוסס על התמונה;
• ENTRYPOINT - הפקודה מבוצעת כאשר המיכל מתחיל.
• WORKDIR היא ספריית העבודה לביצוע פקודת CMD.
• USER - מגדיר את ה-UID עבור המיכל שנוצר על סמך התמונה.
• VOLUME - מעלה את ספריית המארח לתוך הקונטיינר.
• EXPOSE הוא קבוצה של יציאות שהאזינו להן במיכל.

איך UnionFS עובד?

UnionFS - מערכת קבצים מחסנית שירות (FS) עבור לינוקס ו- FreeBSD. FS זה מיישם מנגנון העתק-על-כתיבה (Copy-On-Write, COW). יחידת העבודה של UnionFS היא שכבה; כל שכבה צריכה להיחשב כמערכת קבצים נפרדת מלאה עם היררכיה של ספריות מהשורש עצמו. UnionFS יוצר איחוד mount עבור מערכות קבצים אחרות ומאפשר לשלב קבצים וספריות ממערכות קבצים שונות (הנקראות forks) למערכת קבצים קוהרנטית אחת, בשקיפות למשתמש.

התוכן של ספריות עם אותם נתיבים יופיע יחד בספריה מאוחדת אחת (במרחב שמות בודד) של מערכת הקבצים המתקבלת.

UnionFS משלב שכבות המבוססות על העקרונות הבאים:

• אחת השכבות הופכת לשכבה ברמה העליונה, השכבה השנייה והשכבות הבאות הופכות לשכבות ברמה התחתונה;
• אובייקטי שכבה זמינים למשתמש "מלמעלה למטה", כלומר. אם האובייקט המבוקש נמצא בשכבה "העליונה", הוא מוחזר, ללא קשר לנוכחות של אובייקט בעל שם זהה בשכבה ה"תחתונה"; אחרת מוחזר האובייקט של השכבה ה"תחתונה"; אם האובייקט המבוקש לא שם ולא שם, השגיאה "אין קובץ או ספרייה כאלה" מוחזרת;
• שכבת העבודה היא "העליון", כלומר, כל פעולות המשתמש לשינוי נתונים משתקפות רק בשכבה ברמה העליונה, מבלי להשפיע על התוכן של השכבות של הרמות הנמוכות.

Docker היא הטכנולוגיה הנפוצה ביותר לשימוש בקונטיינרים להפעלת יישומים. זה הפך לסטנדרט בתחום, תוך התבססות על cgroups ומרחבי השמות שמספקים ליבת לינוקס.

Docker מאפשר לנו לפרוס יישומים במהירות ולנצל את מערכת הקבצים בצורה הטובה ביותר על ידי פיצול ליבת מערכת ההפעלה בין כל הקונטיינרים, הפועלים כתהליכי מערכת הפעלה נפרדים.

מקור: www.habr.com