Docker vs. Virtual Machine (VM) – Die Unterschiede verstehen

Eine häufige Frage im Zusammenhang mit Docker betrifft die Abgrenzung zu virtuellen Maschinen (VMs).

Im Bereich der Cloud-Infrastruktur haben sich virtuelle Maschinen aufgrund ihrer zahlreichen Vorzüge etabliert. Doch was wäre, wenn es eine Alternative gäbe, die leichter, ressourcenschonender und flexibler in der Skalierung wäre? Hier kommt Docker ins Spiel.

Docker ist eine Technologie, die auf Containern basiert und die Entwicklung verteilter Anwendungen vereinfacht. In diesem Beitrag werden die wesentlichen Unterschiede zwischen virtuellen Maschinen und Docker-Containern detailliert erläutert.

Was versteht man unter einer virtuellen Maschine?

Eine virtuelle Maschine (VM) ist ein System, das sich wie ein eigenständiger Computer verhält.

Vereinfacht ausgedrückt, ermöglicht eine VM die Ausführung von Aufgaben auf einer Hardware, die so aussieht, als würden sie auf mehreren separaten Computern stattfinden. Jede VM benötigt ein eigenes Betriebssystem, und die Hardware wird virtualisiert.

Was ist Docker?

Docker ist ein Werkzeug, das die Erstellung, Bereitstellung und Ausführung von Anwendungen durch den Einsatz von Containern erheblich vereinfacht. Es packt die Anwendung und ihre Abhängigkeiten in einem Container.

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Docker vs. VM – Ein Vergleich

Im Folgenden werden die Kernunterschiede zwischen Docker-Containern und virtuellen Maschinen aufgezeigt. Die zentralen Differenzen liegen in der Betriebssystemunterstützung, der Sicherheit, der Portabilität und der Performance.

Betrachten wir diese Aspekte im Detail.

Betriebssystemunterstützung

Die Unterstützung von Betriebssystemen unterscheidet sich grundlegend zwischen virtuellen Maschinen und Docker-Containern. Wie die obige Abbildung verdeutlicht, benötigt jede VM ihr eigenes Gastbetriebssystem über dem Hostbetriebssystem, was VMs vergleichsweise schwerfällig macht. Docker-Container hingegen nutzen das Hostbetriebssystem gemeinsam und sind daher sehr leichtgewichtig.

Die gemeinsame Nutzung des Hostbetriebssystems ermöglicht es Containern, sehr schnell zu starten, oft in nur wenigen Sekunden. Dies führt zu einem deutlich geringeren Verwaltungsaufwand im Vergleich zu virtuellen Maschinen.

Docker-Container eignen sich ideal für Szenarien, in denen mehrere Anwendungen mit einem einzigen Betriebssystemkern ausgeführt werden sollen. Wenn jedoch Anwendungen oder Server auf verschiedenen Betriebssystemvarianten laufen müssen, sind virtuelle Maschinen die bessere Wahl.

Sicherheit

Da virtuelle Maschinen kein Betriebssystem teilen und der Host-Kernel stark isoliert ist, gelten sie als sicherer im Vergleich zu Containern. Container, die sich einen gemeinsamen Host-Kernel teilen, bergen höhere Sicherheitsrisiken und potenzielle Schwachstellen.

Da Docker-Ressourcen gemeinsam genutzt werden und keine Namensräume existieren, kann ein Angreifer, der Zugriff auf einen einzelnen Container erlangt, alle Container in einem Cluster kompromittieren. Bei virtuellen Maschinen ist der direkte Zugriff auf Ressourcen nicht möglich, und der Hypervisor schränkt die Ressourcennutzung ein.

Portabilität

Docker-Container sind äußerst portabel, da sie keine separaten Betriebssysteme mitbringen. Ein Container kann auf ein anderes Betriebssystem übertragen und dort sofort gestartet werden. Virtuelle Maschinen hingegen verfügen über separate Betriebssysteme, wodurch der Transfer im Vergleich zu Containern deutlich aufwendiger und zeitintensiver ist, nicht zuletzt wegen ihrer Größe.

Für Entwicklungsszenarien, in denen Anwendungen auf verschiedenen Plattformen entwickelt und getestet werden müssen, stellen Docker-Container die ideale Lösung dar.

Leistung

Ein direkter Leistungsvergleich zwischen virtuellen Maschinen und Docker-Containern ist schwierig, da beide für unterschiedliche Einsatzzwecke konzipiert sind. Dennoch macht die schlanke Architektur von Docker und sein geringerer Ressourcenverbrauch es zu einer bevorzugten Option. Container lassen sich sehr schnell starten, und die Ressourcennutzung passt sich flexibel an die jeweilige Last oder den Datenverkehr an.

Im Gegensatz zu virtuellen Maschinen ist es nicht notwendig, Containern permanent Ressourcen zuzuweisen. Die Skalierung und Vervielfältigung von Containern ist ebenfalls einfacher als bei virtuellen Maschinen, da kein Betriebssystem installiert werden muss.

Fazit

Die folgende Tabelle fasst die wesentlichen Unterschiede zwischen virtuellen Maschinen und Docker-Containern zusammen:

Virtuelle Maschine Docker-Container
Prozessisolation auf Hardwareebene Prozessisolation auf Betriebssystemebene
Jede VM hat ein separates Betriebssystem Jeder Container kann das Betriebssystem teilen
Startet in wenigen Minuten Startet in Sekunden
VMs haben mehrere GB Container sind leichtgewichtig (KBs/MBs)
Fertige VMs sind schwer zu finden Vorgefertigte Docker-Container sind leicht verfügbar
VMs können einfach auf einen neuen Host verschoben werden Container werden zerstört und neu erstellt, anstatt verschoben zu werden
Die Erstellung einer VM dauert relativ länger Container können in Sekunden erstellt werden
Höherer Ressourcenverbrauch Geringerer Ressourcenverbrauch

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