چرا کانتینرها از ماشین مجازی محبوبتر هستند؟

مجازی سازی

مجازی سازی یک مفهوم کاملا قدیمی است در دهه 1960 شروع شد به تقسیم منطقی منابع سیستمی که توسط رایانه های اصلی ارائه می شد به برنامه های کاربردی جداگانه. از آنجایی که یک فناوری قدیمی است، هنوز هم بخشی مرتبط از رایانش ابری است.

مجازی سازی از نرم افزار برای ایجاد یک لایه انتزاعی بر روی سخت افزار استفاده می کند که به عناصر سخت افزاری مانند ذخیره سازی، محاسبات و حافظه اجازه می دهد بین چندین ماشین مجازی (VM) توزیع شوند. هر VM دارای سیستم عامل (OS) مجزای خود است که مانند یک ماشین جداگانه عمل می کند، حتی اگر سخت افزار زیرین را با چندین ماشین مجازی دیگر به اشتراک بگذارد.

لایه انتزاعی یک نرم افزار است که با نام a هایپروایزر. این یک جزء حیاتی در فرآیند مجازی سازی است که به عنوان رابط بین VM و سخت افزار فیزیکی زیربنایی عمل می کند. این تضمین می کند که VM ها یکدیگر را قطع نمی کنند. در بالای هاست یا سرور فیزیکی قرار دارد. وظیفه اصلی یک _hypervisor _ جمع کردن منابع از سرور فیزیکی و تخصیص آنها به محیط های مجازی مختلف است.

دو نوع هایپروایزر وجود دارد:
هایپروایزورهای نوع 1 یا “فلز لخت”.: یک Hypervisor نوع 1 مستقیماً روی سخت افزار فیزیکی ماشین زیرین اجرا می شود و با CPU، حافظه و حافظه فیزیکی آن تعامل دارد.
هایپروایزر نوع 2: هایپروایزر نوع 2 مستقیماً روی سخت افزار زیرین اجرا نمی شود. در عوض، به عنوان یک برنامه کاربردی در یک سیستم عامل اجرا می شود.

ماشین مجازی

یک _ماشین مجازی _(VM) یک محیط مجازی است که مانند یک سیستم کامپیوتر مجازی رفتار می کند. با CPU، حافظه، رابط شبکه و فضای ذخیره سازی کامل می شود.

AWS به آنها اشاره می کند نمونه های EC2; نمونه های EC2 هستند ماشین های مجازی که از اجزای سخت افزار فیزیکی تقلید می کنند. یک نمونه EC2 می تواند هر کاری را که یک کامپیوتر فیزیکی می تواند انجام دهد انجام دهد. شما گزینه های محاسباتی خود را بر اساس موارد زیر انتخاب می کنید: CPU، حافظه و ذخیره سازی. شما سیستم عامل را انتخاب می کنید و تمام امنیت و وصله نمونه را حفظ می کنید. در صورت نیاز می توانید منابع را کم یا زیاد کنید.

ظروف

ظروف اجزای نرم افزاری هستند که کد برنامه را به همراه فایل های اجرایی مورد نیاز بسته بندی می کنند کتابخانه ها، وابستگی ها، کدهای باینری و فایل های پیکربندی، با استفاده از مجازی سازی سیستم عامل به صورت استاندارد. ظروف می تواند بر روی پلتفرم های مختلف از جمله دسکتاپ، محیط های سنتی فناوری اطلاعات و زیرساخت های ابری اجرا شود.

ظروف هستند سبک، قابل حمل و سریع زیرا آنها شامل تصاویر سیستم عامل مانند ماشین های مجازی نمی شوند. در نتیجه، سربار کمتری دارند و می‌توانند از ویژگی‌ها و منابع سیستم‌عامل میزبان استفاده کنند، که باعث می‌شود آن‌ها بسیار قابل حمل و استقرار شوند.

AWS دو سرویس برای مدیریت کانتینر ارائه می دهد:
**1. سرویس کانتینر الاستیک آمازون (Amazon ECS)

1. Amazon Elastic Kubernetes Service (Amazon EKS)**

سرویس کانتینر الاستیک آمازون (Amazon ECS)

سرویس ظروف الاستیک (ECS) یک سرویس ارکستراسیون کانتینر کاملاً مدیریت شده توسط AWS است. _ECS _d* را ساده می کندبکارگیری، مدیریت و مقیاس بندی کانتینرهای Docker در AWS، و مشتریان را قادر می سازد تا برنامه های کاربردی مبتنی بر میکروسرویس های بسیار مقیاس پذیر و انعطاف پذیر بسازند.*

_ECS _دارای دو جزء اصلی است: سرویس ECS و عامل ECS. را سرویس ECS مسئول مدیریت نمونه‌های کانتینر، وظایف و خدمات است و API و کنسولی را برای تعامل مشتریان ارائه می‌کند. را عامل ECS یک شبح سبک وزن است که روی هر نمونه EC2 یا Fargate اجرا می شود و با سرویس ECS برای ثبت نمونه و شروع، توقف و نظارت بر کانتینرها ارتباط برقرار می کند.

دو راه برای راه اندازی یک خوشه آمازون ECS وجود دارد:

1. EC2: با نمونه‌های EC2، مشتریان می‌توانند نمونه‌های خود را انتخاب کنند و کلاستر را در صورت نیاز مقیاس‌بندی کنند.
2. Fargate: با Fargate، AWS نمونه‌ها را برای مشتریان مدیریت می‌کند و آنها فقط برای منابعی که کانتینرهایشان استفاده می‌کنند پرداخت می‌کنند.

_ECS _ از هر دو پشتیبانی می کند کانتینرهای لینوکس و ویندوزو ویژگی هایی مانند تعادل بار، مقیاس خودکار، کشف سرویس و ادغام با سایر سرویس های AWS را ارائه می دهد.

_ECS _با سایر سرویس های AWS مانند Amazon CloudWatch برای نظارت، AWS Identity and Access Management (IAM) برای کنترل دسترسی، و Amazon Elastic Container Registry (ECR) برای ذخیره و مدیریت تصاویر Docker. ECS همچنین از ادغام با ابزارهای شخص ثالث مانند جنکینز پشتیبانی می کند.

Amazon Elastic Kubernetes Service (Amazon EKS)

خدمات الاستیک Kubernetes (EKS) یک سرویس کاملاً مدیریت شده Kubernetes است که توسط AWS ارائه می شود. سابق را ساده می کند استقرار، مدیریت، و مقیاس‌بندی برنامه‌های کانتینری با استفاده از Kubernetes در AWS، و مشتریان را قادر می‌سازد تا برنامه‌های مبتنی بر میکروسرویس‌های بسیار مقیاس‌پذیر و انعطاف‌پذیر بسازند.

Kubernetes یک سیستم ارکستراسیون کانتینر منبع باز است که استقرار، مقیاس‌بندی و مدیریت برنامه‌های کاربردی کانتینری را خودکار می‌کند. EKS به مشتریان اجازه می دهد تا خوشه های Kubernetes را بر روی یک خوشه مدیریت شده از نمونه های EC2 یا نمونه های Fargate مشابه ECS اجرا کنند.

سابق دارای دو جزء اصلی است: هواپیمای کنترل EKS و گره های کارگری. را هواپیمای کنترل EKS مسئول مدیریت صفحه کنترل Kubernetes، از جمله سرور API، etcd و سایر اجزا است. صفحه کنترل بسیار در دسترس است، به طور خودکار مقیاس می شود و توسط AWS مدیریت می شود. را گره های کارگری نمونه های EC2 یا Fargate هستند که برنامه های کاربردی کانتینری را اجرا می کنند. سابق به طور خودکار این گره ها را تهیه، مقیاس و مدیریت می کند و مشتریان می توانند از گروه های مقیاس خودکار Amazon EC2 برای مقیاس بندی گره ها بر اساس تقاضا استفاده کنند.

_EKS _با سایر سرویس های AWS مانند Amazon CloudWatch برای نظارت، AWS Identity and Access Management (IAM) برای کنترل دسترسی، و Amazon Elastic Container Registry (ECR) برای ذخیره و مدیریت تصاویر کانتینر. EKS همچنین از ادغام با ابزارهای شخص ثالث مانند جنکینز پشتیبانی می کند.

تفاوت بین کانتینرها و ماشین های مجازی (VM)

کانتینرها و ماشین های مجازی دو رویکرد متمایز برای مجازی سازی منابع محاسباتی هستند. ماشین‌های مجازی تمام اجزا را تا سطح سخت‌افزار مجازی می‌کنند و نمونه‌های متعددی از سیستم‌های عامل را روی یک سرور فیزیکی واحد تولید می‌کنند. در مقابل، کانتینرها تنها لایه‌های نرم‌افزار بالای سیستم عامل را مجازی‌سازی می‌کنند و بسته‌های سبک وزنی را تشکیل می‌دهند که تمام وابستگی‌های مورد نیاز برای یک برنامه نرم‌افزاری را در خود جای می‌دهند. کانتینرها نسبت به ماشین‌های مجازی می‌توانند حجم‌های کاری بیشتری را روی یک نمونه سیستم‌عامل واحد کار کنند، که باعث می‌شود آنها سریع‌تر، انعطاف‌پذیرتر و قابل حمل‌تر شوند.

مزایای

1. برنامه های کاربردی کانتینری هستند قابل حمل و می تواند در سایر محیط های ابری استفاده شود یا به یک مرکز داده در محل بازگردانده شود، که به کسب و کارها کمک می کند از قفل شدن فروشنده جلوگیری کنند.
2. ظرف بیشتر است سبک وزن. آنها سریعتر و تقریباً بلافاصله راه اندازی می شوند. این تفاوت در زمان شروع هنگام طراحی برنامه هایی که نیاز به مقیاس سریع در طول انفجارهای ورودی/خروجی دارند، مهم است.
3. ظروف ارائه می دهند انعطاف پذیری و قابل حمل بودن که برای چند ابری جهان وقتی توسعه‌دهندگان برنامه‌های جدید را طراحی می‌کنند، ممکن است از همه مکان‌هایی که باید در آنجا مستقر شوند آگاه نباشند. امروز، یک شرکت ممکن است یک برنامه را روی ابر خصوصی خود اجرا کند، اما فردا ممکن است نیاز داشته باشد که آن را در یک ابر عمومی مستقر کند. برنامه های کاربردی کانتینری به تیم ها انعطاف لازم را برای مقابله با محیط های نرم افزاری متنوع امروزی می دهد.

موارد استفاده از ظروف

• افزایش بهره وری توسعه دهندگان

در حین آزمایش نسخه اولیه یک برنامه، یک توسعه دهنده می تواند آن را از رایانه شخصی خود بدون میزبانی آن در سیستم عامل اصلی یا ایجاد یک محیط آزمایشی اجرا کند. علاوه بر این، کانتینرها مشکلات مربوط به تنظیمات محیط را حذف می کنند، چالش های مقیاس پذیری را مدیریت می کنند و عملیات را ساده می کنند. از آنجایی که کانتینرها چالش های متعددی را حل می کنند، توسعه دهندگان می توانند به جای پرداختن به عملیات، بر توسعه تمرکز کنند.

در این فایل‌های پیکربندی، کد برنامه، وابستگی‌ها و موتور زمان اجرا همه با هم به شکلی قوی بسته‌بندی می‌شوند که به عنوان یک ظرف شناخته می‌شود که می‌تواند به طور مستقل روی هر محیطی اجرا شود.

کانتینرها همچنین توسعه خط لوله CI/CD را آسان‌تر می‌کنند، به‌روزرسانی‌های مکرر را ارائه می‌کنند و فرآیندهای استقرار قابل تکرار را ایجاد می‌کنند. از آنجایی که کانتینرها سبک وزن و چابک هستند، هر کانتینر حاوی کد بسیار کمتری نسبت به به روز رسانی کل ماشین مجازی است، و کانتینرها در هر مرحله از توسعه در یک محیط اجرا می شوند، خطر کمی وجود دارد که یک برنامه کانتینری در مراحل توسعه کار کند و سپس در تولید شکست بخورد. .

• کانتینرها می توانند روی دستگاه های اینترنت اشیا اجرا شوند

استفاده از کانتینرها برای نصب و به‌روزرسانی برنامه‌ها در دستگاه‌های IoT. دلیل آن این است که کانتینرها همه نرم افزارهای مورد نیاز برای عملکرد برنامه ها را در بر می گیرند و آنها را به راحتی قابل حمل و نقل و سبک وزن می کند، که به ویژه برای دستگاه هایی که منابع محدودی دارند مفید است.

• عالی برای معماری میکرو سرویس

کانتینرها از معماری های میکروسرویس پشتیبانی می کنند که امکان استقرار و مقیاس بندی دقیق تر اجزای برنامه را فراهم می کند. آنها به دلیل اینکه یک جزء خاص با مشکل مواجه است، نسبت به بزرگ‌سازی یک برنامه یکپارچه ترجیح داده می‌شوند.

• سازگار با ترکیبی و چند ابری

کانتینرها انعطاف‌پذیری را در استقرار برنامه‌ها فراهم می‌کنند و امکان ایجاد یک محیط یکپارچه را فراهم می‌کنند که می‌تواند در محل و در چندین پلتفرم ابری اجرا شود. این امر امکان بهینه‌سازی هزینه‌ها و افزایش کارایی عملیاتی را با بهره‌گیری از زیرساخت‌های موجود و استفاده از مزایای ارائه‌دهندگان مختلف ابری با حجم کاری فراهم می‌کند.

نتیجه

کانتینرها به دلیل طراحی سبک وزن، زمان استقرار کوتاه‌تر و استفاده کارآمد از منابع، به‌ویژه برای برنامه‌های فعلی و بومی ابری، از نظر محبوبیت از ماشین‌های مجازی پیشی گرفته‌اند. با این حال، هر دو فن‌آوری همزیستی و تکامل خواهند داشت و سازمان‌ها باید بر اساس نیازها و اهداف خاص خود بهترین ابزار را برای کار انتخاب کنند.