Contenedores frente a máquinas virtuales: Explicando las diferencias [2023]

¿Se está iniciando en las herramientas de visualización? O abriéndose camino en la conversación tecnológica sobre contenedores y máquinas virtuales.

La virtualización implica el proceso en el que recursos singulares como la RAM, la CPU, la red y los discos pueden "virtualizarse" y considerarse como recursos múltiples. La diferencia clave es que los contenedores sólo pueden virtualizar capas de software construidas por encima del nivel del sistema operativo. En cambio, las máquinas virtuales pueden virtualizar máquinas enteras hasta las capas de hardware.

Si bien existe una clara distinción, hay una lista de similitudes entre los contenedores y las máquinas virtuales, incluyendo la forma en que mejoran la eficiencia de TI, la portabilidad a las aplicaciones, mejoran las DevOps y el ciclo de vida de desarrollo de software (SDLC). Más sobre esto más adelante.

Este post desglosa los contenedores y las máquinas virtuales, se sumerge en los beneficios de ambos y concluye con una nota sobre la elección de la herramienta adecuada en función de sus necesidades. También asume que tiene los conocimientos previos sobre contenedores y máquinas virtuales. Si no los tiene, sigue siendo un excelente punto de partida.

Historia de la virtualización

Antes de la proliferación de los contenedores, las máquinas virtuales eran la única solución para aislar entornos dentro de una infraestructura física. Pero no fue hasta 2013 cuando Docker lanzó su primer software de contenerización.

Y desde entonces, es posible que haya notado el creciente interés por los contenedores y cómo conforman el panorama de la computación en nube.

Muchos desarrolladores se han interesado más, sobre todo por las ventajas del desarrollo ágil que ofrecen los contenedores. Sin embargo, debe tener en cuenta que los contenedores y las máquinas virtuales se basan en la optimización de los recursos de la infraestructura física existente.

Cómo funciona la virtualización

La virtualización consiste en utilizar software para crear una capa de abstracción sobre el hardware informático, permitiendo que los elementos de hardware, digamos en particular de un ordenador, se dividan en varios ordenadores. Dicho software se denomina hipervisor.

El hipervisor permite que varios sistemas operativos se ejecuten simultáneamente, compartiendo recursos informáticos físicos comunes. Cuando se utilice en ordenadores físicos o servidores en centros de datos, permitirá a los ordenadores físicos separar los sistemas operativos (SO) y las aplicaciones del hardware. Después, puede dividirse en múltiples "máquinas virtuales".

¿Qué es un contenedor?

Los contenedores son un método ligero y ágil para manejar la virtualización. Y como no necesitan hipervisores, le permiten un aprovisionamiento de recursos más rápido y una rápida disponibilidad para nuevas aplicaciones.

También puede considerar los contenedores como paquetes de software que contienen las dependencias necesarias para ejecutar la aplicación de software gestionada.

Las dependencias incluyen bibliotecas del sistema, paquetes de código externos (de terceros) y la inclusión de todas las demás aplicaciones a nivel del sistema operativo. Todas las dependencias incluidas en un contenedor existen en niveles de pila superiores a los sistemas operativos.

Pros 👍

1. Velocidad de iteración - Los contenedores son ligeros y sólo incluyen software de alto nivel; son fácilmente ajustables y se puede iterar rápidamente sobre ellos. Los contenedores también ofrecen una entrega de software rápida gracias al desarrollo impulsado por pruebas y a la disponibilidad de despliegue.
2. Ecosistema robusto - En la mayoría de los casos, los sistemas de tiempo de ejecución de contenedores proporcionan un repositorio público ya alojado de contenedores prefabricados. El repositorio contiene varias aplicaciones de software populares, como la base de datos y los sistemas de mensajería, que pueden descargarse y desplegarse, lo que reduce el tiempo de los equipos de desarrollo.
3. Escalado - Los contenedores son preferibles por su capacidad para manejar grandes volúmenes de carga de trabajo y tráfico. Los expertos en tecnologías de la información (TI) pueden utilizar contenedores para gestionar y proporcionar infraestructura en la nube de forma eficiente en cuanto a recursos, facilitando un uso flexible.
4. Microservicios - Los contenedores son ideales si desea desplegar varios microservicios. Los microservicios implican componentes más pequeños que forman parte de su aplicación o software principal. Cuando empaqueta cada microservicio como un contenedor, tiene derecho a un despliegue, escalado y gestión sin fisuras.

Contras 👎

1. Exploits de host compartidos - Dado que los contenedores comparten un sistema de hardware subyacente común construido por debajo de la capa del sistema operativo, existe la posibilidad de que un exploit en un contenedor pueda romperse y propagarse, afectando al hardware subyacente. Además, el hecho de que la mayoría de los contenedores tengan repositorios públicos de contenedores preconstruidos introduce un riesgo de seguridad. El riesgo se materializa en los casos en que una imagen pública comprometida o explotada actúa como una vulnerabilidad con riesgo de ataques de ciberseguridad.
2. Ejecuta un solo Sistema operativo - Si usted es de los que utiliza un solo sistema operativo, los contenedores le permiten ejecutar versiones anteriores, lo cual es positivo. Sin embargo, los contenedores no son la mejor opción si su objetivo son diferentes sistemas operativos.

Proveedores populares de contenedores

He aquí algunos proveedores de contenedores muy conocidos:

1. Docker – Docker es la solución de contenedores más adoptada en el mundo. Docker Hub es un gran repositorio de las aplicaciones en contenedores más populares. Puede descargar contenedores desde Docker Hub y desplegar un tiempo de ejecución Docker local.
2. Contenedores Linux (LXC) - El proyecto Contenedores Linux está detrás del tiempo de ejecución de contenedores de código abierto de Linux. LXC aísla los procesos del sistema operativo entre sí. Si profundiza en Docker, descubrirá que Docker utiliza LXC en su arquitectura subyacente.

¿Qué es una máquina virtual?

Las máquinas virtuales (VM), por su parte, son grandes paquetes de software (pesados) que proporcionan una emulación completa de equipos de hardware de bajo nivel como la unidad central de procesamiento (CPU), el disco y los dispositivos de red.

Las VM le permiten ejecutar varias máquinas en diferentes sistemas operativos y, sin embargo, en un único ordenador. Como ya se ha mencionado, los hipervisores son la forma en que las máquinas virtuales interactúan con los ordenadores físicos. Los hipervisores separan las VM entre sí y asignan recursos como memoria y procesadores entre ellas.

Pros 👍

1. Seguridad de aislamiento total - Las máquinas virtuales funcionan de forma aislada como sistemas totalmente autónomos, inmunes a exploits e interrupciones de otras máquinas virtuales. Si se lanza un ataque a una máquina virtual individual, ésta queda aislada, por lo que es imposible que contamine a las máquinas virtuales vecinas.
2. Desarrollo interactivo tivo - A menudo, los contenedores son definiciones estáticas de las dependencias previstas y las configuraciones necesarias para ejecutar el contenedor. Las máquinas virtuales son dinámicas, lo que permite un desarrollo interactivo. Una vez que haya especificado sus necesidades de hardware, considere la máquina virtual como un ordenador bare-bones. Puede instalar el software manualmente y utilizar la máquina virtual para capturar la configuración del estado actual. Las instantáneas de la máquina virtual se pueden utilizar como un control de versiones y, si es necesario, para restaurar la máquina virtual a un software de tiempo específico o hacer girar máquinas adicionales con una configuración requerida.

Contras 👎

1. Velocidad de iteración - Las máquinas virtuales son software full-stack y, por tanto, tardan tiempo en construirse. Las modificaciones en una instantánea de máquina virtual pueden llevar tiempo para iterar y validar que las actualizaciones recientes se comportan como se espera.
2. Coste del tamaño de almacenamiento - Partiendo de nuevo del hecho de que las máquinas virtuales son software full-stack, probablemente espere que sean significativas. Sí, ocupan mucho espacio de almacenamiento y crecen rápidamente hasta los gigabytes. El efecto es una escasez de espacio tanto en la máquina que aloja las VM.

Vendedores populares de máquinas virtuales

He aquí algunos proveedores populares de máquinas virtuales:

1. Virtualbox – Virtualbox es una de las plataformas de máquinas virtuales más consolidadas. El ecosistema de Virtualbox dispone de herramientas adicionales para desarrollar y distribuir imágenes de máquinas virtuales. Se trata de un sistema de emulación de arquitecturas gratuito y de código abierto propiedad de Oracle.
2. VMware – VMware se basa en el hardware de arquitectura x86 y es una empresa que cotiza en bolsa. Esta solución viene con un hipervisor para desplegar y gestionar máquinas virtuales. Se prefiere por su sólida interfaz de usuario (UI) para gestionar máquinas virtuales y por ser una herramienta empresarial eficaz que ofrece funciones de soporte.

Contenedores frente a máquinas virtuales

Aunque las máquinas virtuales han existido durante tanto tiempo, están siendo sustituidas por contenedores para fines similares. Ya ha visto los pros y los contras de ambas pilas tecnológicas. He aquí las principales diferencias.

Cómo utilizar contenedores y máquinas virtuales simultáneamente

Si se ha estado preguntando si es posible o no utilizar contenedores y máquinas virtuales a la vez, la respuesta es sí. Aunque los casos prácticos son limitados. Puede crear una máquina virtual para emular configuraciones de hardware específicas e instalar un sistema operativo.

Una vez que su VM arranca el sistema operativo y es totalmente funcional, ya dispone de un sistema de computación emulado con un hardware específico en el que puede instalar contenedores.

Un buen ejemplo para ilustrar esta configuración es experimentar con un sistema para despliegues en chip. Algunos métodos populares para dispositivos de computación en chip como las placas de desarrollo BeagleBone y Frambuesa Pi pueden emularse como máquinas virtuales para experimentar con contenedores operativos (en ejecución) antes de probarlos en el hardware real.

Otra ventaja de utilizar la unión de contenedores y máquinas virtuales es aumentar la seguridad. Por ejemplo, se pueden desplegar contenedores en máquinas virtuales. Considere un ejemplo en el que se despliegan diez contenedores en un ordenador para demostrar cómo esto es útil.

Si el ordenador se ve comprometido, corre el riesgo de afectar a los diez contenedores. La solución se consigue distribuyendo los diez contenedores en diez máquinas virtuales. Si una máquina virtual se ve comprometida, las otras partes de la aplicación del sistema siguen funcionando normalmente.

Palabras finales

Si tiene especificaciones de hardware precisas para su proyecto o está desarrollando en un hardware y aún así se dirige a otro, como Windows frente a MacOS, lo mejor sería utilizar máquinas virtuales. En otros casos en los que los requisitos sean "sólo de software", la mejor opción sería utilizar contenedores.

En la mayoría de los casos, cualquiera de las dos opciones satisfará sus necesidades. Para elegir la mejor, comprenda sus necesidades de recursos y las compensaciones asociadas. Por tanto, la herramienta adecuada dependerá de su proyecto.

Si necesita un despliegue rápido y eficaz, los contenedores son su mejor opción. Si su organización necesita virtualizar un sistema operativo completo en hardware, las máquinas virtuales son lo mejor. Y si lo que busca es maximizar la seguridad, una combinación de ambas sería lo mejor; sin embargo, tiene un coste asociado.

Por último, tanto los contenedores como las máquinas virtuales son soluciones válidas. Sin embargo, sus especificaciones deben ser el factor orientador decisivo. Si aún necesita más orientación y una comprensión más profunda, le sugiero que se dirija a Docker vs. máquina virtual.