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Container im Vergleich zu VMs (virtuellen Maschinen)

Container und virtuelle Maschinen (VMs) sind zwei grundlegende Technologien, mit denen Anwendungen in isolierten Umgebungen ausgeführt werden können. Beide bieten Vorteile wie Ressourcenverwaltung und Übertragbarkeit, unterscheiden sich aber erheblich in ihrer Architektur, Ressourcennutzung und ihren Anwendungsfällen. Die Wahl der richtigen Technologie hängt von den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung und Ihren Geschäftszielen ab. Sehen wir uns die wichtigsten Unterschiede zwischen Containern und VMs an, damit Sie eine fundierte Entscheidung treffen können.

Informationen zu VMs und Containern

Was sind Container?

Container sind einfache, portable und eigenständige ausführbare Images, die Softwareanwendungen und deren Abhängigkeiten enthalten. Sie werden verwendet, um Anwendungen in verschiedenen Umgebungen wie Entwicklung, Staging und Produktion einheitlich bereitzustellen und auszuführen. Container werden in der Regel aus einem Image mithilfe einer Orchestrierungsplattform wie Kubernetes bereitgestellt. Mit diesen Plattformen lassen sich Container in großem Umfang verwalten und bereitstellen.

Container haben eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Virtualisierungsmethoden. Da Container im Vergleich zu VMs einfacher und portabler sind, unterstützen sie die Aufteilung einer monolithischen Anwendung in Mikrodienste. Container lassen sich schneller verwalten und bereitstellen als VMs. Das spart bei der Anwendungsbereitstellung Zeit und Geld.

Was sind virtuelle Maschinen?

Virtuelle Maschinen (VMs) oder Gäste stellen Instanzen eines Betriebssystems dar, die sich über die Verwendung eines Hypervisors gemeinsam auf einer physischen Maschine befinden. Jede VM hat ein eigenes Betriebssystem, einen eigenen Arbeitsspeicher und andere Ressourcen, die von den anderen VMs auf demselben physischen Computer isoliert sind. Dadurch können mehrere Betriebssysteme auf denselben physischen Komponenten ausgeführt werden, ohne sich gegenseitig zu stören.

Virtuelle Maschinen werden mit Hypervisor-Software erstellt und verwaltet. Ein Hypervisor ist Software, die die Ressourcen eines physischen Computers verwaltet und sie virtuellen Maschinen zuweist.

Unterschied zwischen Containern und VMs

Virtuelle Maschinen greifen über einen Hypervisor auf die Hardware einer physischen Maschine zu. Der Hypervisor erstellt eine Abstraktionsebene, die der VM den Zugriff auf CPU, Arbeitsspeicher und Speicher ermöglicht. Container hingegen stellen ein Paket dar, das eine ausführbare Datei mit den Abhängigkeiten enthält, die ausgeführt werden müssen.

Das bedeutet, dass jeder Container den Hardware- und Betriebssystemkernel der physischen Maschine gemeinsam mit anderen Containern verwendet.

Daher sind virtuelle Maschinen in der Regel ressourcenintensiver als Container. Virtuelle Maschinen bieten jedoch auch ein hohes Maß an Isolation, was aus Sicherheits- und Compliancegründen wichtig sein kann. Container sind leichter und portabler als virtuelle Maschinen. Dies macht sie zu einer guten Wahl für Anwendungen, die schnell und einfach bereitgestellt werden müssen und bei denen die Rechenleistung optimiert werden muss.

In der Vergleichstabelle sind die Unterschiede zwischen Containern und virtuellen Maschinen noch einmal zusammengefasst:

Feature

Container

Virtuelle Maschine


Virtualisierungsebene


Betriebssystemebene

Hardwareebene

Betriebssystem


Gemeinsame Nutzung des Kernels des Hostbetriebssystems

Gastbetriebssystem (vollständige Betriebssysteminstanz)


Größe

Megabyte (MB)

Gigabyte (GB)

Startzeit


Sekunden


Minuten


Ressourcennutzung

Niedriger


Höher


Isolation


Prozessebene

Hardware-Ebene


Portabilität

Sehr handlich


Weniger portabel


Verwaltung


Werden in der Regel von Container-Orchestrierungstools (z. B. Kubernetes) verwaltet

Verwaltet von Hypervisoren (z. B. VMware, KVM) oder Cloud-Verwaltungsplattformen

Anwendungsfälle

Mikrodienste, Webanwendungen, CI/CD-Pipelines, cloudnative Anwendungen

Legacy-Anwendungen, Anwendungen, die eine starke Isolation erfordern, unterschiedliche Betriebssystemanforderungen

Feature

Container

Virtuelle Maschine


Virtualisierungsebene


Betriebssystemebene

Hardwareebene

Betriebssystem


Gemeinsame Nutzung des Kernels des Hostbetriebssystems

Gastbetriebssystem (vollständige Betriebssysteminstanz)


Größe

Megabyte (MB)

Gigabyte (GB)

Startzeit


Sekunden


Minuten


Ressourcennutzung

Niedriger


Höher


Isolation


Prozessebene

Hardware-Ebene


Portabilität

Sehr handlich


Weniger portabel


Verwaltung


Werden in der Regel von Container-Orchestrierungstools (z. B. Kubernetes) verwaltet

Verwaltet von Hypervisoren (z. B. VMware, KVM) oder Cloud-Verwaltungsplattformen

Anwendungsfälle

Mikrodienste, Webanwendungen, CI/CD-Pipelines, cloudnative Anwendungen

Legacy-Anwendungen, Anwendungen, die eine starke Isolation erfordern, unterschiedliche Betriebssystemanforderungen

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Architektur von Containern im Vergleich zu virtuellen Maschinen

Um die Unterschiede zwischen Containern und VMs zu verstehen, ist es hilfreich, sich ihre Architektur vor Augen zu führen:

  • Container:
  • Gemeinsame Nutzung des Host-OS-Kernels: Container nutzen den zugrunde liegenden Betriebssystemkernel des Hostcomputers.
  • Leichtgewichtig: Container sind kleiner und benötigen weniger Ressourcen als VMs.
  • Schnellerer Start: Dank des gemeinsam genutzten Betriebssystem-Kernels können Container schnell gestartet und beendet werden.
  • Virtuelle Maschinen:
  • Vollständiges Gastbetriebssystem ausführen: Jede VM hat ihr eigenes dediziertes Betriebssystem, das von anderen VMs isoliert ist.
  • Ressourcenintensiv: Erfordern mehr Ressourcen (CPU, Arbeitsspeicher, Speicher) als Container.
  • Längerer Start: Das Booten dauert länger, da das Gastbetriebssystem geladen werden muss.

Gemeinsamkeiten von Containern und virtuellen Maschinen

Container und virtuelle Maschinen haben zwar unterschiedliche Zwecke, schließen sich aber nicht gegenseitig aus. Tatsächlich können sie oft zusammen verwendet werden, um eine leistungsstarke und flexible Infrastruktur zu schaffen.

  • Container sind separate Anwendungen oder Dienste auf einem Host, die dasselbe Betriebssystem verwenden
  • Virtuelle Maschinen sind isolierte Instanzen eines Betriebssystems auf einem physischen Host und führen Anwendungen oder Dienste aus.

Container benötigen weniger Platz als virtuelle Maschinen. Das liegt daran, dass Container den Kernel des Hostbetriebssystems gemeinsam nutzen, während virtuelle Maschinen jeweils einen eigenen Kernel haben. Dadurch können Container schneller gestartet und beendet werden und verbrauchen weniger Ressourcen. Virtuelle Maschinen sind voneinander isoliert, was dazu beitragen kann, zu verhindern, dass sich Angriffe unter Gästen ausbreiten.

Container und VMs

Hier sind einige gängige Möglichkeiten, Container und virtuelle Maschinen zusammen zu verwenden:

Das Ausführen von Containern in VMs kann eine zusätzliche Ebene der Isolation und Sicherheit bieten. Dieser Ansatz wird häufig in Umgebungen verwendet, in denen Sicherheit oberste Priorität hat, z. B. bei Finanzdienstleistungen oder im Gesundheitswesen.

  • Beispiel: Eine Bank führt ihre containerisierten Anwendungen in VMs aus, um strenge regulatorische Anforderungen zu erfüllen.


Die Bereitstellung von Kubernetes-Clustern auf VMs bietet eine flexible und skalierbare Infrastruktur für die Verwaltung containerisierter Anwendungen. So können Sie die Vorteile beider Technologien nutzen.

  • Beispiel: Ein großes Unternehmen nutzt Google Compute Engine-VMs, um seine Kubernetes-Cluster zu hosten. So wird eine skalierbare und resiliente Plattform für die containerisierten Arbeitslasten bereitgestellt.


Wenn Sie sowohl Container als auch VMs in einer hybriden Cloud-Umgebung verwenden, können Sie Anwendungen je nach Bedarf lokal und in der Cloud ausführen.

  • Beispiel: Ein Einzelhandelsunternehmen verwendet VMs, um seine wichtigsten Geschäftsanwendungen lokal auszuführen, während es Container verwendet, um neue, cloudnative Anwendungen in Google Cloud bereitzustellen.


Anwendungsfälle für Container

Container werden unter anderem für folgende Anwendungsfälle eingesetzt:

  • Webentwicklung: Container sind eine gute Wahl für die Webentwicklung, da sie einfach in einer Vielzahl von Umgebungen bereitgestellt werden können, z. B. Entwicklung, Staging und Produktion.
  • Mikrodienstarchitektur: Container sind eine gute Wahl für die Mikrodienstarchitektur, da sie zum Bereitstellen und Verwalten einzelner Dienste verwendet werden können
  • Cloud-Computing: Container sind eine gute Wahl für Cloud-Computing, da sie sich je nach Bedarf einfach hoch- oder herunterskalieren lassen
  • Continuous Integration und Continuous Delivery (CI/CD): Container können zur Unterstützung automatisierter Prozesse beim Erstellen, Testen und Bereitstellen von Anwendungen verwendet werden.

Container sind ein leistungsstarkes Tool, mit dem sich die Entwicklung, Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen verbessern lässt. Sie sind eine gute Wahl für eine Vielzahl von Anwendungsfällen und werden im Cloud-Computing immer beliebter.

Anwendungsfälle für virtuelle Maschinen

Virtuelle Maschinen sind eine beliebte Wahl für eine Vielzahl von Anwendungsfällen, darunter:

  • Tests: Virtuelle Maschinen können zum Testen neuer Software in einer sicheren Sandbox-Umgebung verwendet werden. Dies liegt daran, dass die VM leicht zurückgesetzt oder gelöscht werden kann, wenn die Software Probleme verursacht.
  • Entwicklung: Virtuelle Maschinen können verwendet werden, um Software auf verschiedenen Betriebssystemen zu entwickeln. Dies ist hilfreich für Entwickler, die ihre Software auf verschiedenen Betriebssystemen testen müssen, oder für Nutzer, die unterschiedliche Betriebssysteme für unterschiedliche Aufgaben verwenden möchten.
  • Isolation: Virtuelle Maschinen können verwendet werden, um Anwendungen voneinander zu isolieren. Dies kann bei der Sicherheitssegmentierung und Ressourcenpartitionierung nützlich sein.
  • Cloud-Computing: Virtuelle Maschinen sind eine beliebte Wahl für Cloud-Computing, da sie sich je nach Bedarf einfach hoch- oder herunterskalieren lassen.
  • Notfallwiederherstellung: Virtuelle Maschinen können zur Unterstützung von Strategien zur Notfallwiederherstellung verwendet werden. Dies liegt daran, dass die VM einfach aus einer Sicherung wiederhergestellt werden kann, wenn der Hostcomputer ausfällt.

Virtuelle Maschinen sind leistungsstarke Tools, die für verschiedene Zwecke eingesetzt werden können. Sie bieten eine kostengünstige Möglichkeit, mehrere Betriebssysteme und Anwendungen auf demselben Computer auszuführen, und können zum Testen neuer Software in einer sicheren Umgebung verwendet werden.

Wann sollten Container und wann virtuelle Maschinen verwendet werden?

Die Wahl zwischen Containern und virtuellen Maschinen hängt von Ihren spezifischen Anforderungen ab. Hier eine Anleitung:

Anwendungsfall

Empfehlung

Beispiel für ein Unternehmen

Mikrodienstanwendungen

Container


Ein E-Commerce-Unternehmen setzt Container ein, um seine auf Mikrodiensten basierende Plattform bereitzustellen. So kann es unabhängig skalieren und die Entwicklungszyklen beschleunigen.

Modernisierung von Legacy-Anwendungen

Container


Ein Finanzinstitut containerisiert seine Legacy-Anwendungen, um sie in die Cloud zu migrieren. Dadurch wird die Portabilität verbessert und die Infrastrukturkosten werden gesenkt.


Continuous Integration/Continuous Delivery (CI/CD)

Container

Ein Softwareunternehmen verwendet Container, um konsistente und reproduzierbare CI/CD-Pipelines zu erstellen und so zuverlässige Bereitstellungen in verschiedenen Umgebungen zu gewährleisten.


Sicherheitskritische Anwendungen


Virtuelle Maschinen


Ein Gesundheitsdienstleister verwendet virtuelle Maschinen, um sensible Patientendaten zu isolieren und strenge Compliance-Anforderungen zu erfüllen.


Verschiedene Betriebssysteme ausführen


Virtuelle Maschinen

Ein Softwareentwickler verwendet virtuelle Maschinen, um Anwendungen gleichzeitig auf verschiedenen Betriebssystemen (Windows, Linux, macOS) zu testen.

Ressourcenintensive Arbeitslasten


Virtuelle Maschinen

Ein Medienunternehmen nutzt virtuelle Maschinen, um Arbeitslasten für die Video-Codierung und -Transcodierung auszuführen und dabei dedizierte CPU- und Arbeitsspeicherressourcen zu nutzen.

Anwendungsfall

Empfehlung

Beispiel für ein Unternehmen

Mikrodienstanwendungen

Container


Ein E-Commerce-Unternehmen setzt Container ein, um seine auf Mikrodiensten basierende Plattform bereitzustellen. So kann es unabhängig skalieren und die Entwicklungszyklen beschleunigen.

Modernisierung von Legacy-Anwendungen

Container


Ein Finanzinstitut containerisiert seine Legacy-Anwendungen, um sie in die Cloud zu migrieren. Dadurch wird die Portabilität verbessert und die Infrastrukturkosten werden gesenkt.


Continuous Integration/Continuous Delivery (CI/CD)

Container

Ein Softwareunternehmen verwendet Container, um konsistente und reproduzierbare CI/CD-Pipelines zu erstellen und so zuverlässige Bereitstellungen in verschiedenen Umgebungen zu gewährleisten.


Sicherheitskritische Anwendungen


Virtuelle Maschinen


Ein Gesundheitsdienstleister verwendet virtuelle Maschinen, um sensible Patientendaten zu isolieren und strenge Compliance-Anforderungen zu erfüllen.


Verschiedene Betriebssysteme ausführen


Virtuelle Maschinen

Ein Softwareentwickler verwendet virtuelle Maschinen, um Anwendungen gleichzeitig auf verschiedenen Betriebssystemen (Windows, Linux, macOS) zu testen.

Ressourcenintensive Arbeitslasten


Virtuelle Maschinen

Ein Medienunternehmen nutzt virtuelle Maschinen, um Arbeitslasten für die Video-Codierung und -Transcodierung auszuführen und dabei dedizierte CPU- und Arbeitsspeicherressourcen zu nutzen.

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