تفاوت داکر با ماشین مجازی چیست؟

اجرای یک سیستم‌عامل واحد برای چندین کاربر در سرور می‌تواند خطرات زیادی هم برای کاربران و هم برای پروژه‌های درحال اجرا داشته باشد. از طرفی برنامه‌های تحت وب ممکن است هراز چند گاهی مورد حمله هکرها قرار بگیرند و با هک شدن یک برنامه، دیگر برنامه‌ها نیز در معرض خطر قرار خواهند گرفت. از این رو ایده ایجاد ماشین مجازی در یک سرور عمومی، باعث شد تا کاربران بتوانند در محیط ایزوله شده برنامه‌های خود را اجرا کنند. اما اجرای ماشین مجازی نیز مشکلات مختص به خود را دارد. یک ماشین مجازی برای اجرای یک برنامه خاص می‌بایست یک سیستم‌عامل مجزا را با تمام جزئیات آن چندین بار اجرا کند که همین امر موجب از دست رفتن منابع سرور خواهد بود. از این رو ایده اجرای برنامه‌ها در یک محیط ایزوله توسط داکر عملی شد.

 به این صورت دیگر برای اجرای برنامه‌ها بصورت ایزوله، نیازی به اجرای تمام یک سیستم‌عامل نیست و تنها از هسته سیستم‌عامل میزبان برای اجرای فریم‌ورک‌ها و کدهای مورد نیاز استفاده می‌شود. البته ماشین‌های مجازی همچنان کاربرد خود را در ایجاد سرور مجازی و شخصی دارند. در این مقاله دو ابزار ماشین مجازی و داکر را مورد بررسی قرار خواهیم داد و آنها با هم مقایسه می‌کینم.

 

داکر Docker چیست؟

بطور خلاصه داکر یک پلتفرم برای اجرای برنامه‌ها بصورت ایزوله است. در واقع داکر یک ابزار قدرتمند و متن‌باز است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا نرم‌افزارهای خود را به صورت ایزوله در بسته‌بندی‌های کوچکی به نام کانتینر قرار دهند. این کانتینرها به اشتراک‌گذاری منابع سیستم‌عامل میزبان می‌پردازند و در عین حال از یکدیگر جدا هستند. این فناوری که در سال ۲۰۱۳ به طور گسترده شناخته شد، باعث احیای مفهوم قدیمی کانتینر و محبوبیت روزافزون آن شد. داکر توسعه‌ی نرم‌افزار را به سمت استفاده از کانتینرها و معماری‌های میکروسرویس سوق داد که امروزه به عنوان توسعه‌ی ابری یا Cloud-native Development شناخته می‌شود. داکر بجای اجرای کل یک سیستم‌عامل، تنها از هسته سیستم‌عامل مرکزی برای اجرای برنامه‌ها درون یک محیط ایزوله به نام کانتینر استفاده می‌کند. با این روش برنامه‌ها بسیار سبک‌تر از ماشین مجازی اجرا می‌شود و از بارگذاری کتابخانه‌های سیستم‌عامل که هرگز استفاده نمی‌شوند، جلوگیری می‌کند.

 داکر Docker چیست و چه کاربردهایی دارد؟

مزایای استفاده از داکر

افزایش سرعت توسعه و استقرار: ایجاد محیط‌های یکپارچه : داکر با ایجاد محیط‌های یکپارچه و قابل حمل، اطمینان حاصل می‌کند که برنامه‌ها به همان شکلی که در محیط توسعه تست شده‌اند، در محیط تولید نیز اجرا می‌شوند.

کاهش زمان راه‌اندازی: کانتینرهای داکر بسیار سریع‌تر از ماشین‌های مجازی راه‌اندازی می‌شوند، که این امر باعث افزایش سرعت توسعه و استقرار می‌شود.

اتوماسیون فرایندها: داکر با ابزارهای مختلف خودکارسازی، مانند Docker Compose و Docker Swarm، امکان اتوماسیون فرایندهای ساخت، تست و استقرار را فراهم می‌کند.

اجرای یکسان در هر محیط: کانتینرهای داکر را می‌توان در هر محیطی که داکر روی آن نصب شده است، اجرا کرد. این ویژگی به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا برنامه‌های خود را به راحتی بین محیط‌های مختلف (مانند لپ‌تاپ، سرورهای توسعه، محیط‌های تست و تولید) جابجا کنند.

استفاده بهینه از منابع: کانتینرهای داکر به دلیل سبک بودن و اشتراک‌گذاری منابع هسته سیستم‌عامل، به طور موثری از منابع سیستم استفاده می‌کنند.

ایزولاسیون برنامه‌ها: هر کانتینر یک محیط ایزوله است و منابع آن از سایر کانتینرها جدا می‌شود. این امر باعث می‌شود که برنامه‌ها بر روی یکدیگر تأثیر نگذارند.

کاهش خطاهای محیطی: با استفاده از داکر، خطاهای ناشی از تفاوت‌های محیطی (مانند نسخه‌های مختلف کتابخانه‌ها یا ابزارها) به حداقل می‌رسد.

تکرارپذیری: کانتینرهای داکر به صورت دقیق تعریف شده‌اند و می‌توان آن‌ها را به راحتی تکرار کرد. این امر باعث می‌شود که محیط‌های توسعه و تولید کاملاً یکسان باشند.

مقیاس‌پذیری آسان: داکر امکان مقیاس‌پذیری آسان برنامه‌ها را فراهم می‌کند. با استفاده از ابزارهایی مانند Docker Swarm، می‌توان به راحتی تعداد کانتینرهای یک برنامه را افزایش یا کاهش داد.

استفاده بهینه از سخت‌افزار: با استفاده از داکر، می‌توان از سخت‌افزار موجود به صورت بهینه استفاده کرد و هزینه‌های مربوط به خرید سخت‌افزار جدید را کاهش داد.

ایزولاسیون برنامه‌ها: هر کانتینر یک محیط ایزوله است که از سایر کانتینرها و سیستم‌عامل میزبان جدا می‌شود. این امر باعث افزایش امنیت برنامه‌ها می‌شود.

کاربردهای داکر چیست؟

1. توسعه و استقرار نرم‌افزار 
   محیط‌های توسعه یکپارچه : داکر به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا محیط‌های توسعه یکسانی را برای همه اعضای تیم ایجاد کنند. این امر باعث می‌شود که مشکلات مربوط به تفاوت‌های محیطی و وابستگی‌ها به حداقل برسد.
   استقرار سریع و آسان : کانتینرهای داکر به سرعت و به سادگی قابل استقرار در هر محیطی هستند که داکر روی آن نصب شده باشد.
   میکروسرویس‌ها : داکر برای ساخت و مدیریت میکروسرویس‌ها بسیار مناسب است. هر میکروسرویس می‌تواند در یک کانتینر مستقل اجرا شود و به راحتی مقیاس‌پذیر باشد.

2. مدیریت زیرساخت 
   اتوماسیون زیرساخت : داکر به همراه ابزارهایی مانند Docker Compose و Docker Swarm، امکان اتوماسیون کامل زیرساخت را فراهم می‌کند.
   مقیاس‌پذیری : با استفاده از داکر، می‌توان به راحتی تعداد کانتینرهای یک برنامه را افزایش یا کاهش داد تا با تغییرات بار کاری تطبیق یابد.
   مدیریت چندین محیط : داکر به شما اجازه می‌دهد تا چندین محیط مختلف (مانند توسعه، تست و تولید) را به صورت همزمان مدیریت کنید.

3. بهبود قابلیت اطمینان و امنیت
   کاهش خطاهای محیطی : با استفاده از داکر، خطاهای ناشی از تفاوت‌های محیطی (مانند نسخه‌های مختلف کتابخانه‌ها یا ابزارها) به حداقل می‌رسد.
   ایزولاسیون برنامه‌ها : هر کانتینر یک محیط ایزوله است و منابع آن از سایر کانتینرها جدا می‌شود. این امر باعث افزایش امنیت برنامه‌ها می‌شود.

دستورات پیشرفته داکر/ آشنایی با دستورات مهم Docker

ماشین مجازی (Virtual Machine - VM) چیست؟

ماشین مجازی یک شبیه‌سازی کامل از یک کامپیوتر فیزیکی است. این شبیه‌سازی شامل یک سیستم‌عامل کامل، سخت‌افزار مجازی شده و منابع سیستم است. این محیط، یک سیستم‌عامل کامل و مستقل را در خود جای می‌دهد و به شما اجازه می‌دهد تا چندین سیستم‌عامل مختلف را به طور همزمان روی یک دستگاه فیزیکی اجرا کنید.

ماشین مجازی (VM) چیست؟ آشنایی با کاربردهای Virtual machine و انوع آن

هر ماشین مجازی منابع سخت افزاری مانند پردازنده، حافظه و فضای ذخیره سازی اختصاصی خود را دارد و به عنوان یک کامپیوتر مستقل عمل می‌کند. به عبارت ساده‌تر، ماشین مجازی مانند یک کامپیوتر مجازی است که داخل کامپیوتر واقعی شما قرار دارد. شما می‌توانید روی هر ماشین مجازی، سیستم‌عامل مورد نظرتان را نصب کرده و برنامه‌های مختلفی را اجرا کنید، بدون اینکه این برنامه‌ها با سیستم‌عامل اصلی کامپیوتر شما تداخل داشته باشند.

مزایای استفاده از ماشین مجازی

1. انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری:
   ایجاد محیط‌های مختلف : با استفاده از ماشین‌های مجازی، می‌توانید محیط‌های مختلفی با سیستم‌عامل‌های گوناگون و تنظیمات متفاوت ایجاد کنید.
   مقیاس‌پذیری آسان : می‌توانید به راحتی منابع یک ماشین مجازی را افزایش یا کاهش دهید تا با تغییر بار کاری تطبیق یابد.
   تست و توسعه سریع : ماشین‌های مجازی محیطی ایمن و قابل کنترل برای تست نرم‌افزارها و توسعه برنامه‌های جدید فراهم می‌کنند.

2. صرفه جویی در هزینه:
   استفاده بهینه از سخت‌افزار : با مجازی‌سازی، می‌توانید چندین سیستم عامل را روی یک سرور فیزیکی اجرا کنید و از منابع سخت‌افزاری به طور کامل استفاده کنید.
   کاهش هزینه‌های انرژی : ماشین‌های مجازی به طور معمول انرژی کمتری نسبت به چندین سرور فیزیکی مصرف می‌کنند.

3. امنیت:
   ماشین‌های مجازی می‌توانند به عنوان یک لایه امنیتی اضافی عمل کنند. شما می‌توانید برنامه‌های مشکوک را در یک ماشین مجازی اجرا کنید تا از آسیب دیدن سیستم اصلی جلوگیری کنید.
   ایزولاسیون محیط‌ها : هر ماشین مجازی یک محیط ایزوله است و مشکلات امنیتی در یک ماشین مجازی تأثیری بر ماشین‌های مجازی دیگر یا سیستم عامل میزبان ندارد.
   ایجاد نسخه‌های پشتیبان : می‌توانید به راحتی از ماشین‌های مجازی نسخه پشتیبان تهیه کنید و در صورت بروز مشکل، سیستم را به حالت قبلی بازگردانی کنید.

4. مدیریت آسان:
   ابزارهای مدیریت قدرتمند : بسیاری از نرم‌افزارهای مجازی‌سازی، ابزارهای قدرتمندی برای مدیریت ماشین‌های مجازی ارائه می‌دهند.
   اتوماسیون کارها : بسیاری از عملیات مدیریت ماشین‌های مجازی را می‌توان خودکار کرد.

5. قابلیت اطمینان:
   ادامه فعالیت در صورت بروز مشکل : در صورت بروز مشکل در یک ماشین مجازی، سایر ماشین‌های مجازی همچنان به کار خود ادامه می‌دهند.
   بازیابی سریع از خرابی : در صورت بروز خرابی، می‌توان به سرعت یک ماشین مجازی جدید ایجاد کرد و داده‌ها را از نسخه پشتیبان بازیابی کرد.

 

کاربردهای ماشین مجازی

1. تست نرم‌افزار و توسعه 
   محیط‌های ایزوله : ماشین‌های مجازی محیط‌های ایزوله و مستقلی را برای تست نرم‌افزارها فراهم می‌کنند. توسعه‌دهندگان می‌توانند نرم‌افزارهای خود را در محیط‌های مختلف و بدون نگرانی از تأثیر بر سیستم اصلی تست کنند.
   توسعه چند پلتفرمی : امکان توسعه نرم‌افزار برای سیستم‌عامل‌های مختلف بر روی یک دستگاه فیزیکی فراهم می‌شود.
   شبیه‌سازی محیط‌های مختلف : ماشین‌های مجازی برای شبیه‌سازی محیط‌های کاری مختلف، مانند سرورها یا شبکه‌ها، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

2. آموزش 
   محیط‌های آموزشی مجازی : ماشین‌های مجازی برای ایجاد محیط‌های آموزشی مجازی بسیار مناسب هستند. دانشجویان می‌توانند سیستم‌عامل‌ها و نرم‌افزارهای مختلف را بدون نیاز به نصب بر روی دستگاه شخصی خود تجربه کنند.
   شبیه‌سازی شبکه‌ها : برای آموزش مفاهیم شبکه، می‌توان شبکه‌های مجازی را با استفاده از ماشین‌های مجازی شبیه‌سازی کرد.

3. میزبانی وب 
   میزبانی چندین وب‌سایت : یک سرور فیزیکی می‌تواند با استفاده از ماشین‌های مجازی، چندین وب‌سایت را میزبانی کند.
   جداسازی منابع : هر وب‌سایت در یک ماشین مجازی جداگانه قرار می‌گیرد و از منابع اختصاصی خود استفاده می‌کند.

4. سرور مجازی خصوصی VPS 
   ایجاد ابرهای خصوصی : ماشین‌های مجازی هسته اصلی سرورهای مجازی خصوصی VPS (Virtual Private Server) هستند. با استفاده از ماشین‌های مجازی، می‌توان یک سرور خصوصی با قابلیت‌های مشابه ابرهای عمومی ایجاد کرد.

5. امنیت 
   ایزولاسیون برنامه‌های خطرناک : برنامه‌های مشکوک را می‌توان در یک ماشین مجازی ایزوله اجرا کرد تا از آسیب دیدن سیستم اصلی جلوگیری شود.
   بازیابی از بحران : با ایجاد نسخه‌های پشتیبان از ماشین‌های مجازی، می‌توان در صورت بروز مشکل، سیستم را به حالت قبلی بازگردانی کرد.

6. صرفه جویی در هزینه 
   تقسیم منابع سرور و استفاده بهینه از سخت‌افزار : می‌توان یک سرور فیزیکی را بین چند کاربر مجازی سازی کرد و هر کدام سیستم‌عامل مستقل خود را از راه دور داشته باشند. که به آن سرور مجازی یا VPS (Virtual Private Server) گفته می‌شود. در واقع با مجازی‌سازی، می‌توان چندین سیستم عامل را روی یک سرور فیزیکی اجرا کرد و از منابع سخت‌افزاری به طور کامل استفاده کرد.
   کاهش هزینه‌های انرژی : ماشین‌های مجازی به طور معمول انرژی کمتری نسبت به چندین سرور فیزیکی مصرف می‌کنند.

7. سایر کاربردها 
   شبیه‌سازی محیط‌های قدیمی : ماشین‌های مجازی برای شبیه‌سازی محیط‌های قدیمی و اجرای نرم‌افزارهایی که برای سیستم‌عامل‌های قدیمی طراحی شده‌اند، استفاده می‌شوند.
   تست نفوذ : ماشین‌های مجازی برای تست نفوذ و ارزیابی امنیت شبکه‌ها استفاده می‌شوند.

مقایسه داکر با ماشین مجازی

داکر و ماشین مجازی هر دو ابزار قدرتمندی برای ایجاد محیط‌های ایزوله هستند، اما برای اهداف مختلفی مناسب هستند. انتخاب بین داکر و ماشین مجازی به نیازهای خاص پروژه شما بستگی دارد. اگر به سرعت، چابکی و قابلیت حمل نیاز دارید، داکر گزینه مناسبی است. اما اگر به ایزولاسیون کامل و قابلیت اجرای سیستم عامل بطور مجزا نیاز دارید، ماشین مجازی انتخاب بهتری است. در نهایت، بهترین انتخاب بستگی به نیازهای خاص پروژه شما دارد.

 

 

چه زمانی از داکر استفاده کنیم؟

• توسعه و تست نرم‌افزار.

• راه‌اندازی میکروسرویس‌ها.

• محیط‌های ابری.

• زمانی که به سرعت و اجرای نرم برنامه‌ها نیاز دارید.

چه زمان از ماشین مجازی استفاده کنیم؟

• نیاز به اجرای سیستم‌عامل دیگری است.

• زمانی که به ایزوله کردن کل محیط اجرا نیاز دارید و برنامه با تغییرات سیستم‌عامل درگیر است.

• استفاده شخصی از یک محیط کاملاً جداگانه مانند سرور مجازی.

سخن پایانی

اگر یک توسعه دهنده وب هستید، داکر ابزاری است که حتماً باید به آن مسلط شوید، زیرا اجرای پروژه‌های وب در محیط ایزوله می‌توانند امنیت آنها را چندین برابر بالاتر ببرد. داکر شبیه به یک فایروال قدتمند می‌تواند جلوی نفوذ و اجرای بدافزارها روی سیستم‌عامل را بگیرد. از طرفی ماشین مجازی نیز ویژگی‌های خاص خود را دارد. اصلی ترین ویژگی ماشین مجازی، تقسیم کردن منابع بین کاربران خصوصی VPS است. از طرفی تست و اجرای نرم‌افزارهای امنیت و نفوذ، نیاز به سیستم‌عامل‌هایی همچون کالی لینوکس دارد و متخصصان امنیت ترجیح می‌دهند آن را روی یک ماشین مجازی اجرا کنند. بنابراین می‌بینید که هر یک از این ابزارها جایگاه خود را دارند و درحالی که قابل مقایسه هستند، کاربردهای خاص خود را ارائه می‌دهند.