仮想マシン vs コンテナ: 包括的な比較

クラウド仮想マシンとコンテナ化テクノロジーに困惑していませんか? 以下を読んで、それらの違い、強みはどこにあるのか、そしてそれぞれのアプローチを最も効率的に使用する方法を見つけてください。

仮想マシンとコンテナ化は、単一のプラットフォーム上に複数の実行環境を展開する XNUMX つのアプローチです。

これら XNUMX つのテクノロジーにより、物理インフラストラクチャをモデルにした仮想環境を簡単に作成できるようになり、ユーザーはリソースをさらに最適化できるようになります。

この記事では、それらの類似点と相違点について説明します。 また、さまざまな使用例におけるそれぞれの長所と短所にも注目し、それぞれをいつどのように活用するのが最適であるかをよりよく理解できるようにします。

ハイパーバイザーとコンテナ エンジン

多くの Web サイトやインターネット アプリケーションは、XNUMX つ以上のアプリケーションが物理サーバーのすべてのリソースを共有する共有ホスティング環境で始まりました。 これには問題が伴いました。XNUMX つの侵害されたアプリケーションが、セキュリティとパフォーマンスの両方で残りのアプリケーションに影響を与える可能性がありました。 当時の最も簡単な解決策は専用サーバーを実行することでしたが、残念なことにコストの増加が伴いました。

仮想化はこれらの問題を解決するために登場しました。 まず、ハイパーバイザーにより、搭載されている CPU と RAM の数に応じて、物理サーバーが複数の仮想サーバーをホストできるようになりました。 これにより、専用の物理サーバーを必要とせずに、さまざまなアプリケーション、Web サイト、またはクライアントを分離された環境で低コストで実行できるようになります。

コンテナも同様に、コストをさらに削減し、開発者が仮想マシンで直面する多くの問題に対処するために登場しました。 現在、両方のテクノロジーが並行して存在しており、それぞれに長所と短所があります。

Virtual machines Vs Containers

仮想マシンとは何ですか?

仮想マシンまたは VM は、物理システムを模倣した仮想化されたコンピューター実行環境の一種です。 仮想マシンは、と呼ばれる特殊なソフトウェアを使用します。 ハイパーバイザー 物理インフラストラクチャ上の特定のリソースにアクセスして、独立したオペレーティング システムとして機能できるようにします。

仮想マシンのオペレーティング システムはゲスト OS と呼ばれ、物理サーバー上のオペレーティング システムはホスト OS と呼ばれます。 ホスト OS は、メモリ、CPU コア、ストレージの量に応じて、複数のゲスト OS インスタンスをホストできます。

仮想マシンの長所と短所

メリット

  • アイソレーション: 仮想マシンは、さまざまな用途に使用できる高度に分離された環境です。 その内部で何が起こっても、他の仮想マシンには影響しませんし、その逆も同様です。 その理由は、各仮想マシンが XNUMX つ以上の専用 CPU スレッドで実行されるためです。
  • ハードウェアの最適化: 仮想マシンを使用すると、ユーザーは単一のハードウェア サーバー上で多くのオペレーティング システムを実行できます。 この機能はコスト削減につながります。
  • スナップショットとロールバック:仮想マシンの実行状態をいつでもキャプチャできます。 このプロセスはスナップショットと呼ばれ、ロールバックは単に仮想マシンをその正確な実行状態に戻す機能です。
  • 柔軟性: VM はスケールアップまたはスケールダウンして簡単に移行できるため、アプリケーションの開発とテストに理想的なプラットフォームになります。

デメリット

  • 限られたスケーラビリティ: 仮想マシンはスケールできますが、コンテナほど簡単ではありません。
  • 複雑:仮想マシンでは更新や監視などの管理に多くのオーバーヘッドが必要となるため、大規模な展開では問題が発生する可能性があります。
  • ライセンシング注:複数の仮想マシンを実行すると、ライセンスコストが発生する可能性があります。

コンテナとは何ですか?

コンテナは、ユーザーがシステムのハイパーバイザーや CPU やその他のリソースへの直接アクセスに依存せずに、物理システム上に分離された実行環境を作成および維持できるようにする仮想化テクノロジでもあります。

コンテナは、データ ファイルの内容が実行されるときに作成されます。 このファイルはコンテナ イメージと呼ばれ、目的のコンテナを作成するためにホスト オペレーティング システムにインストールする必要があるすべてのライブラリが含まれています。

コンテナーは軽量で、最新のソフトウェア開発に非常に役立つ一貫性のあるポータブルな環境を提供します。 ハードウェア仕様がサポートできる限り、同じ物理ホスト上で並行して実行することもできます。

コンテナの長所と短所

メリット

  • 一貫した環境: コンテナの内容は固定されており、正確です。 これは、実行されるたびに常に同じ実行環境が生成されることを意味します。
  • リソースを活用した効率化: コンテナーは、必要なだけのリソースを使用します。 事前に CPU を設定したり、メモリを割り当てたりする必要はありません。 これにより、より多くのコンテナを一緒に梱包することもできます。
  • 迅速な展開: コンテナーは軽量でデプロイが迅速で、多くの場合、動作を開始するまでにわずか数秒しかかかりません。
  • アイソレーション: コンテナは分離された実行環境です。 仮想マシンほど分離されていませんが、XNUMX つのジョブのみを実行し、それを適切に実行することに重点を置いたマイクロサービスを実行するには最適なソリューションです。

デメリット

  • 限定的なレガシー アプリケーションのサポート: オペレーティング システムやハードウェア デバイスの特定の機能を必要とするアプリケーションを扱っている場合、コンテナーは最適なソリューションではない可能性があります。
  • 一時的なデータ: コンテナーが破壊されると、コンテナーに関するすべてのものが破壊されます。これにはデータも含まれます。 ただし、コンテナーを使用して永続的なデータを保持する方法はあります。
  • カーネルの依存関係: コンテナー エンジンはホスト オペレーティング システム上で実行されるため、その環境でできることは制限されます。

仮想マシンとコンテナの違い

仮想マシンコンテナ
アーキテクチャライブラリを備えたオペレーティング システムが含まれています必要なライブラリのみを含める
画像サイズ10〜150 GB5 - 600 MB
隔離とセキュリティ比較的隔離されており安全非常に隔離されており安全です
導入と起動時間平均1〜3分平均1~3秒
リソースの活用平均ハイ
コストより高いロー
編成良い高効率
使用事例 分離、レガシー システム、GUIマイクロサービス、DevOps、スケーリング
  • アーキテクチャ: 仮想マシンは、複数のオペレーティング システムを並行して実行するように設計されています。 各 OS は完全に分離され、固定量のリソースが割り当てられます。 一方、コンテナは同じオペレーティング システム上で実行されますが、異なる仮想環境で実行されます。 各コンテナには必要なライブラリのみが含まれており、利用可能なハードウェア リソースを他のコンテナと共有します。
  • 画像サイズ: 最小のコンテナー イメージは 4.8MB の Docker ファイルで、圧縮すると 2MB になります。 ほとんどのコンテナ ファイルは平均して数百メガバイトで、最大のものは約 700 MB です。 一方、仮想マシンのサイズは約 10 GB から始まり、最大 150 GB に達することがあります。
  • 隔離とセキュリティ: 仮想マシンは専用の CPU スレッドで実行され、物理 RAM の制限された領域にアクセスします。 これにより、内部からも外部からも攻撃を受けにくくなります。 一方、コンテナはオペレーティング システムを共有するため、セキュリティの実装に関係なく、攻撃を受けやすくなります。
  • 導入と起動時間: ロードしてインストールするデータのほとんどがメガバイトであり、ディスクからシステムを起動する必要がないため、コンテナは速度の点で仮想マシンに圧倒的に勝ります。 一般的なコンテナのデプロイには数秒しかかかりませんが、仮想マシンの場合は数分かかります。
  • リソースの使用率とコスト:各 VM には特定の CPU、RAM、ストレージ リソースが必要なため、仮想マシンの物理サーバーあたりの密度は低くなります。 システム上のコンテナの密度は、累積的なリソース使用率によって異なります。
  • 編成: どちらのシステムも、適切なアプリケーションを使用して調整できます。 コンテナーでは Docker Swarm と Kubernetes が一般的ですが、Kubernetes ソリューションを使用して VM をオーケストレーションすることもできます。

どのソリューションがあなたに適していますか?

コンテナと仮想マシンの違いを理解したので、各システムには最適に動作するシナリオがあることを同様に認識する必要があります。 したがって、以下はコンテナーを使用する場合と VM を使用する場合のリストです。

コンテナを使用する場合

  • マイクロサービス: さまざまな部分がマイクロサービスとして独立して実行されるように設計されている分散アプリケーション アーキテクチャを使用している場合は、おそらくコンテナーが最適な方法です。
  • 環境の制御: コンテナーは、各コンテナー イメージに正確で 100% 複製可能な実行環境が保持されるため、環境を絶対的に制御する必要がある状況にも最適です。
  • 迅速な展開: コンテナはわずか数秒でロードできるため、オンデマンドでアプリケーションを迅速に展開するための理想的なテクノロジとなります。 これには、ソフトウェアのテスト、オーケストレーション、実稼働システムのスケーリングが含まれます。
  • 資源効率: コンテナーはその設計により、各コンテナーの CPU とメモリーの使用量に柔軟に対応できるため、マシンのハードウェア リソースを最大限に活用できます。
  • 水平および垂直スケーリング: コンテナーは、水平スケーリングと垂直スケーリングの両方の状況で適切に機能します。 水平スケーリングは、より高度なワークフローを処理するためにより多くのコンテナーを単純に起動することですが、垂直スケーリングは、特定のコンテナーまたはコンテナー グループの CPU とメモリの割り当てを増やすことです。

仮想マシンを使用する場合

  • 強力なアプリケーション分離: 他のプロセスから完全に分離された環境でコードを実行する必要がある場合、仮想マシンは優れたソリューションです。 例としては、マルウェアに感染している可能性のあるソフトウェアを実行することが挙げられます。
  • GUI: グラフィカル ユーザー インターフェイスを介して対話するアプリケーションを実行する必要がある場合、仮想マシンが適切なソリューションとなる可能性があります。
  • 垂直スケーリング:仮想化ソフトウェアから CPU とメモリの割り当てを増やすことで、VM アプリケーションを垂直方向に簡単に拡張できます。
  • ハードウェアレベルのアクセス: 仮想マシンは、リソースを大量に消費するアプリケーションや、CPU や特定のハードウェア構成に直接アクセスする必要があるアプリケーションにも最適です。
  • レガシーアプリケーション注:一部のアプリケーションは、特定のライブラリまたはオペレーティング システムのリソースに依存しています。 したがって、必要な環境で実行するのが最適です。

仮想マシンとコンテナ化ツールのリスト

仮想マシンやコンテナを作成および管理するためのツールやソリューションは数多くあります。 そこで、最も人気のあるものの簡単なリストをここに示します。

Oracle's VirtualBox 

よくある質問

ここでは、クラウド仮想マシンとコンテナ化されたアプリケーションに関してよくある質問をいくつか紹介します。

仮想マシンとコンテナではどちらがより安全ですか?

仮想マシンは技術的にはコンテナよりも安全です。

仮想マシンとコンテナのサイズの違いは何ですか?

仮想マシンのサイズは通常ギガバイトですが、コンテナのサイズは通常メガバイトです。

仮想マシンとコンテナは併用できますか?

はい、仮想マシン内でコンテナ エンジンを実行できます。

仮想マシンとコンテナではどちらがよりスケーラブルですか?

コンテナーは、仮想マシンよりも簡単かつ迅速に拡張できます。

コンテナはホスト間で移行できますか?

はい、適切なオーケストレーション プラットフォームを使用すれば、コンテナーをホスト間で移行できます。

XNUMX つのホスト上で実行できる仮想マシンの数は何ですか?

これは主に、利用可能な CPU コアと RAM の量によって決まります。 また、ある程度は、ワークロードのタイプとハイパーバイザーの効率にも依存します。

まとめ

クラウド仮想マシンとコンテナーの比較はこれで終わりです。 ご覧のとおり、どちらのテクノロジーもクラウドでのアプリケーションの展開と管理に価値があります。

ただし、どちらを選択するかは常にニーズによって異なります。 いつでも、仮想マシン、コンテナ化アプローチ、またはその両方を使用したほうが効果的です。

Nnamdi Okeke

ンナムディ・オケケ

Nnamdi Okekeは、さまざまな本を読むのが大好きなコンピューター愛好家です。 彼はWindows/MacよりもLinuxを好み、使用しています。
当初からのUbuntu。 ツイッターで彼を捕まえることができます ボンゴトラックス

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