Contenedores frente a máquinas virtuales (VM): Las principales diferencias

Al adentrarnos en la virtualización, nos encontramos con los dos "actores principales": los contenedores y las máquinas virtuales. Los contenedores y las máquinas virtuales son dos formas de proporcionar servicios independientes dentro de una misma plataforma. A grandes rasgos, los contenedores y las máquinas virtuales representan dos profundidades de la tecnología de virtualización: las capas de software y hardware. 

Tienen funciones y características únicas, pero también sus diferencias, que exploraremos en este artículo.

Entendiendo los contenedores

Los contenedores implican tecnologías que permiten empaquetar y aislar aplicaciones con su entorno de ejecución, junto con todos los archivos que necesitan para empezar a ejecutar el sistema. 

Los contenedores son ligeros y rápidamente accesibles cuando se trata de la virtualización de nuevas aplicaciones. Las aplicaciones contenidas son fáciles de trasladar entre distintos dominios.

Los contenedores suelen constar de código, un sistema operativo y dependencias. Esto permite que los contenedores funcionen en cualquier software o hardware. Los contenedores se construyen específicamente sobre sistemas operativos alojados, lo que permite a los contenedores separar y gestionar el almacenamiento, la CPU y otros parámetros.

Los contenedores no pueden considerarse una tecnología nueva, ya que aparecieron por primera vez en 2013 con la creación de Docker. Docker, a su vez, es una plataforma de código abierto para la creación y gestión de aplicaciones dentro de contenedores.

Además, la mayoría de los sistemas de ejecución de contenedores proporcionan un repositorio público alojado de contenedores preconfigurados que incluyen muchas aplicaciones de uso común.

Un inconveniente de los contenedores como técnica de virtualización es la explotación del host compartido, es decir, el uso de un sistema de hardware para la estructura de software de varias capas. Esto es desafortunado porque si algo va mal en un contenedor y va más allá, el sistema de hardware compartido puede verse afectado. Ya que estamos en el tema, dado que los tiempos de ejecución de los contenedores ofrecen contenedores preconfigurados, el uso de un elemento tan público puede dar lugar a la adquisición de vulnerabilidades específicas que de otro modo no tendría.

Los contenedores pueden utilizarse para trasladar las aplicaciones existentes a la arquitectura en nube, producir aplicaciones específicas para contenedores y muchos otros fines.

Principales proveedores de servicios de contenedores

Hay algunos proveedores líderes de servicios de contenedores que debería conocer.

Docker

Docker es el tiempo de ejecución de contenedores más popular y utilizado. Docker es una plataforma basada en el núcleo de Linux que se utiliza para el desarrollo de contenedores. Docker también tiene un repositorio público que consiste en aplicaciones de software preconfiguradas llamado Docker Hub. Puede descargar contenedores desde Docker Hub en su tiempo de ejecución Docker local.

Contenedores Linux (LXC)

LXC es un sistema de ejecución de código abierto para contenedores. Linux Containers es una alternativa a muchos otros tiempos de ejecución de contenedores cuyo objetivo es proporcionar una experiencia accesible a los usuarios. Linux Containers se centra en el aislamiento de procesos dentro de la contenedorización.

RKT

RKT (o "Rocket") es un sistema de ejecución de contenedores centrado en la seguridad. Los contenedores creados con RKT no admiten funciones inseguras a menos que el usuario desactive manualmente determinados ajustes. Los contenedores RKT abordan la brecha existente en el mercado centrándose en la seguridad que otras soluciones parecen pasar por alto a menudo.

CRI-O

CRI-O es una interfaz de tiempo de ejecución de contenedores que permite integrar tiempos de ejecución compatibles con OCI. CRI-O se considera una alternativa ligera a Docker.

Exploración de máquinas virtuales

Las máquinas virtuales son una representación emulada de un ordenador físico. La virtualización ha hecho posible que las máquinas virtuales alojen sus aplicaciones y ejecuten sistemas operativos, todo ello mientras interactúan con un ordenador físico. Para interactuar con un ordenador, las máquinas virtuales necesitan un software hipervisor, que ayuda a equilibrar la interacción entre los ordenadores y las máquinas virtuales. El hipervisor asigna cuántos recursos del sistema obtienen las máquinas virtuales (cuánta memoria, almacenamiento, etc.). También ayuda a mantener separadas las máquinas virtuales para que no interfieran en el funcionamiento de las demás.

Las máquinas virtuales tienen paquetes de software que se asemejan a parámetros de hardware como la CPU. Las máquinas virtuales también tienen paquetes de software adicionales para ejecutarse en hardware emulado. Los paquetes de software y hardware crean una instantánea totalmente funcional de un sistema completamente operativo. Estas instantáneas pueden restaurar la máquina virtual a un estado específico. 

Las máquinas virtuales suelen ser de dos tipos principales: de proceso y de sistema. Las máquinas virtuales de proceso favorecen el aislamiento de métodos individuales. En cambio, las máquinas virtuales de sistema ayudan a aislar las aplicaciones de los sistemas operativos y los ordenadores físicos, que, a su vez, dependen de hipervisores que proporcionan acceso de software a los recursos de hardware. Los hipervisores también admiten plataformas de hardware virtual separadas, de modo que las máquinas virtuales pueden ejecutarse en sistemas operativos alojados en Windows o Linux.

Los hipervisores más destacados son Xen, VMware (ESX/ESXi), Microsoft (Hyper-V) y Oracle.

Las máquinas virtuales, a diferencia de los contenedores, proporcionan a los usuarios acceso a recursos adicionales del sistema. Por lo tanto, las máquinas virtuales se convierten en la elección para tareas con volúmenes de archivos significativos. Las máquinas virtuales también se utilizan mucho en el desarrollo y las pruebas de aplicaciones.

Las máquinas virtuales también son indiferentes a cualquier exploit, ya que se caracterizan por ser sistemas aislados.

Principales proveedores de máquinas virtuales

Algunos de los proveedores de máquinas virtuales más destacados son los siguientes:

VMware

VMware es una organización comercial pública que ha desarrollado una de las principales tecnologías de virtualización. VMware también tiene un hipervisor que ayuda a gestionar las máquinas virtuales. VMware se considera una solución de nivel empresarial para máquinas virtuales.

QEMU

QEMU es una solución que proporciona una potente solución de máquina virtual en forma de hardware emulado. Sin embargo, QEMU no ofrece ninguna interfaz gráfica de usuario.

Virtualbox

Virtualbox es una de las soluciones más populares para máquinas virtuales, con algunas herramientas adicionales para una mayor distribución de las máquinas virtuales. Oracle es propietaria del sistema gratuito de emulación de arquitecturas - Virtualbox.

Elección de la solución adecuada a sus necesidades

Los contenedores y las máquinas virtuales son similares en su función principal, que es permitir el aislamiento de las aplicaciones y su funcionamiento en varios entornos.

Para que le resulte más fácil discernir qué solución le conviene, hemos concluido la comparación de contenedores y máquinas virtuales.

Esencia

• Los contenedores son paquetes de código de software.
• Las máquinas virtuales son simulaciones de máquinas físicas destinadas a dividir estas últimas en varios entornos digitales.

Tecnología de virtualización

• Con los contenedores, la virtualización funciona principalmente dentro del sistema operativo.
• Con las máquinas virtuales, la virtualización funciona dentro del dispositivo físico.

Tamaño

• Los contenedores se consideran más ligeros.
• Las máquinas virtuales se consideran más pesadas.

Funcionamiento interno

• Los contenedores colaboran con el sistema operativo para utilizar sus recursos.
• Las máquinas virtuales utilizan hipervisores como puente entre el hardware y el sistema operativo, y utilizan los recursos que les acompañan.

Flexibilidad

• Los contenedores son más flexibles, ya que utilizan la nube como intermediario para un intercambio de datos más rápido.
• Las máquinas virtuales se consideran menos flexibles, con retos asociados a la migración de datos.

Escalabilidad

• Los contenedores se consideran altamente escalables.
• Con las máquinas virtuales, el escalado es posible; sin embargo, puede resultar algo caro en determinados casos.

Gestión

• Los contenedores ofrecen menos control a los usuarios sobre el entorno externo.
• Las máquinas virtuales ofrecen a los usuarios más control sobre todo el entorno.

En general, las máquinas virtuales consumen cantidades significativas de almacenamiento y requieren más hardware que los contenedores. Los contenedores son más accesibles a escala desde esa perspectiva. Sin embargo, la migración de datos a través de la nube, asociada a los contenedores, también tiene sus retos.

Las máquinas virtuales son más difíciles de modificar, ya que vienen como sistemas de pila completa. Los contenedores son más fáciles de gestionar cuando se trata del desarrollo y las pruebas de aplicaciones.

Aprovechando la potencia de los contenedores y las máquinas virtuales en tándem

¿Y si no hubiera que elegir entre uno u otro? Un escenario así es posible, aunque pueda resultar difícil encontrar la aplicación práctica tanto para los contenedores como para las máquinas virtuales.

Por ejemplo, una máquina virtual puede crearse como una versión de hardware emulada. A continuación, se puede instalar el sistema operativo dentro del hardware de la máquina virtual. Una vez que el sistema operativo está en funcionamiento, se puede instalar encima un tiempo de ejecución de contenedor; sobre él, podemos instalar contenedores.

Otro caso de uso para combinar contenedores y máquinas virtuales es la creación de una canalización CI/CD. Cuando varios desarrolladores aportan código a un programa, se evitarían muchos problemas si se utilizaran entornos de escritura idénticos. Los contenedores pueden desplegarse dentro de máquinas virtuales para crear entornos similares, controlando al mismo tiempo los recursos por debajo del nivel del sistema operativo.