Containers vs. virtual machines (VM): belangrijkste verschillen en overzicht

Containers vs. virtual machines – wat moet u weten? Dit zijn belangrijke virtualisatietechnologieën die worden gebruikt door ontwikkelaars, systeembeheerders en steeds vaker ook thuisgebruikers om applicaties te draaien. Ze lijken op elkaar, maar hebben verschillende use cases en werken op essentiële punten anders.

In deze gids bekijken we het verschil tussen containers en virtual machines (VM’s), vergelijken we de voordelen en behandelen we de use cases, zodat u weet waarvoor u kiest bij het bouwen van een efficiënte en schaalbare IT-infrastructuur.

Wat zijn virtual machines (VM’s)?

Virtual machines zijn volledige virtuele computers met een eigen, volledig gescheiden gastbesturingssysteem. Een VM gedraagt zich als een complete fysieke computer (inclusief CPU, RAM, harde schijf, GPU, geluidskaart enzovoort), allemaal gevirtualiseerd met een hypervisor op een hostmachine.

VM’s kunnen complete desktopbesturingssystemen draaien. Professionals gebruiken ze om apparaten en omgevingen te simuleren voor softwareontwikkeling of serverhosting en thuisgebruikers zetten ze in om consumentensoftware te draaien die voor een ander besturingssysteem is gemaakt (macOS-gebruikers draaien bijvoorbeeld vaak Windows-software in een VM en Windows-gebruikers draaien er Linux-software mee).

Bekende software voor virtual machines is onder meer VirtualBox, VMWare, Hyper-V en Parallels.

Wat zijn containers (en containerisatie)?

Containers zijn een lichtgewicht virtualisatietechnologie die wordt beheerd door een container engine. In tegenstelling tot virtual machines delen containers resources met de host in plaats van grote delen van de CPU of het geheugen te reserveren om die zelf te emuleren. Daardoor vragen ze minder resources, maar kunnen ze ook minder virtualiseren. Containers worden in de IT-infrastructuur vooral gebruikt om apps uit te rollen en in softwareontwikkeling om ontwikkelomgevingen te bieden die overeenkomen met de uitrolinfrastructuur.

Containers worden meestal gebruikt om applicaties te bundelen en zo draagbaar en eenvoudig uit te rollen te maken. Door een applicatie met al haar bestanden, afhankelijkheden en onderdelen te bundelen, kan ze draaien zonder dat die afhankelijkheden op de hostmachine geïnstalleerd hoeven te worden. Dit proces heet containerisatie en het bestand met de gebundelde applicatie heet een image.

Containerisatie maakt applicaties draagbaar en eenvoudig te installeren en lost veel compatibiliteitsproblemen op (zeker wanneer u meerdere applicaties op dezelfde machine draait die allemaal afhankelijk zijn van verschillende, conflicterende dependencies).

De populairste containersoftware is Docker, LXD en Singularity.

De belangrijkste verschillen tussen containers en VM’s

De verschillen in architectuur (en doel) tussen containers en virtual machines zijn duidelijk terug te zien in het gedrag en de voordelen van beide:

• Resourcegebruik: containers gaan veel efficiënter om met resources dan virtual machines, omdat ze geen volledige computer emuleren en resources delen met het hostbesturingssysteem.
• Isolatie: virtual machines bieden de sterkste isolatie (feitelijk alsof ze als losse machines draaien), terwijl containers alleen isolatie op procesniveau bieden.
• Draagbaarheid: containers zijn draagbaarder (mits de container engine door de host wordt ondersteund) dan virtual machines, die aan een specifieke hypervisor vastzitten.
• Opstarttijd: omdat containers veel lichter zijn kunt u ze snel starten, stoppen, pauzeren en hervatten. Virtual machines hebben meer tijd nodig, omdat er een volledig besturingssysteem moet opstarten.
• Prestaties: door het efficiëntere resourcegebruik en de snellere opstarttijd presteren containers over het algemeen beter.
• Schaalbaarheid: containers zijn eenvoudig te schalen en te coördineren (bijvoorbeeld door nieuwe containers te starten als het verkeer toeneemt en ze te stoppen als het afneemt), terwijl VM’s minder schaalbaar zijn door hun tragere opstarttijden.

Deze video loopt de belangrijkste verschillen door: Containers vs. virtual machines (VM): belangrijkste verschillen en overzicht.

Wanneer kiest u containers en wanneer virtual machines?

Op basis van bovenstaande vergelijking lijkt het op het eerste gezicht alsof containers beter zijn dan virtual machines. Houd er echter rekening mee dat containers geen volledig besturingssysteem kunnen emuleren en dus niet geschikt zijn voor dezelfde taken als virtual machines.

De scenario’s die het best bij containers passen draaien om efficiëntie en snelheid, maar ook om draagbaarheid en integratie met CI/CD-tools, waaronder:

• Cloudapplicaties: veel cloudhosts (waaronder AWS, DigitalOcean en Azure) bieden tools om Docker-images te uploaden en uit te rollen naar hun managed platforms, waardoor tijdrovend serverbeheer overbodig wordt.
• DevOps met CI/CD: ontwikkelaars kunnen applicaties bouwen in consistente omgevingen die ze met hun teamleden delen en vervolgens uitrollen naar identieke omgevingen, wat de kosten van ontwikkeling en testen verlaagt.
• Schaalbare applicaties (inclusief architecturen op basis van microservices): microservicesarchitecturen splitsen een applicatie op in talloze kleinere services, zodat elke service afzonderlijk kan worden geschaald op basis van de vraag (in plaats van de hele applicatie te schalen). Containers zijn hier ideaal voor, omdat ze licht zijn en snel kunnen worden gestart.

De scenario’s die het best bij virtual machines passen zijn die waarin stevige isolatie en beveiliging nodig zijn of waarin een volledig besturingssysteem gevirtualiseerd moet worden (of zelfs een andere processorarchitectuur voor extra compatibiliteit). Denk aan:

• Andere besturingssystemen draaien: containers zijn niet geschikt om volledige desktopbesturingssystemen zoals Windows op een ander platform te draaien. Daarmee zijn virtual machines de beste optie voor legacysoftware (oftewel het virtualiseren van een verouderd besturingssysteem om de softwarebibliotheek ervan te kunnen gebruiken).
• Omgevingen met focus op beveiliging: virtual machines bieden betere isolatie en zijn daarmee een betere keuze wanneer beveiliging voorrang krijgt op prestaties of wanneer regelgeving extra isolatie vereist.
• Applicaties die niet voor containers zijn ontworpen: sommige applicaties verwachten directe toegang tot of volledige controle over de resources van het besturingssysteem. Een virtual machine oogt voor de applicaties die erin draaien als een volledige, fysieke computer, waardoor die applicaties breder compatibel zijn.

U kunt ook een hybride aanpak kiezen als uw use case daarom vraagt – bijvoorbeeld in multi-tenant omgevingen, waar u volledige isolatie tussen gebruikers wilt door hun containers binnen hun eigen virtual machines te draaien.

Containers vs. VM’s: een schaalbare IT-infrastructuur plannen

Werkt u in een sector met hoge beveiligingseisen waar volledige isolatie via virtual machines nodig is of wilt u software draaien die voor een ander platform is ontworpen? Dan bieden virtual machines volledige systeememulatie waarmee u elke software kunt draaien, inclusief legacysoftware en apps voor een ander OS. Rolt u cloudapplicaties of netwerkinfrastructuur uit, dan hebben containers talloze voordelen: ze zijn draagbaarder en lichter.

We kunnen het simpelweg niet over containers en schaalbaarheid hebben zonder Kubernetes te noemen. Kubernetes is een orkestratie- en automatiseringssysteem voor Docker dat Docker-applicaties schaalt en beheert. Zodra u uw applicaties hebt gecontaineriseerd, kunt u Kubernetes gebruiken om ze uit te rollen naar managed cloudinfrastructuur en ze vervolgens te schalen op basis van kosten- en capaciteitsbehoeften.