مجازی ساز Docker یا KVM

داکر و کی‌وی‌ام: بررسی مجازی ساز های برتر

مجازی‌سازی یکی از مفاهیم کلیدی در دنیای فناوری اطلاعات است که به ما امکان می‌دهد از منابع سخت‌افزاری و نرم‌افزاری به شکل بهینه‌تری استفاده کنیم. در این حوزه، داکر و کی‌وی‌ام دو مجازی ساز مهم و پرکاربرد هستند که هر کدام رویکرد متفاوتی به مجازی‌سازی دارند.

داکر (Docker)

داکر یک پلتفرم متن‌باز برای توسعه، ارسال و اجرای برنامه‌ها با استفاده از کانتینرها است. داکر به جای اینکه یک سیستم عامل کامل را مجازی کند، تنها بخش‌های لازم برای اجرای یک برنامه را مجازی می‌سازد. این یعنی همه کانتینرها هسته سیستم عامل میزبان را به اشتراک می‌گذارند. هر کانتینر شامل برنامه و تمام وابستگی‌های آن، مثلا کتابخانه‌ها، فایل‌های پیکربندی و کد، است که به صورت مستقل از سایر کانتینرها عمل می‌کند. این رویکرد داکر را بسیار سبک، سریع و قابل حمل می‌کند.

مزایای داکر:

• سرعت بالا: کانتینرها به دلیل اینکه هسته سیستم عامل را به اشتراک می‌گذارند، در عرض چند ثانیه راه‌اندازی می‌شوند.
• سبک بودن: حجم کانتینرها خیلی کمتر از ماشین‌های مجازی است.
• قابلیت حمل: یک کانتینر داکر می‌تواند بدون تغییر روی هر سیستمی که داکر روی آن نصب شده، اجرا شود.
• ایزوله‌سازی: هر برنامه در کانتینر خودش ایزوله می‌شود و این موضوع از تداخل برنامه‌ها با هم جلوگیری می‌کند.
• توسعه آسان: داکر فرآیند توسعه، تست و استقرار برنامه‌ها را ساده‌تر می‌کند.

معایب داکر:

• عدم ایزوله‌سازی کامل: چون هسته سیستم عامل به اشتراک گذاشته می‌شود، سطح ایزوله‌سازی کمتری نسبت به ماشین‌های مجازی دارد.
• محدودیت سیستم عامل: کانتینرهای لینوکس فقط روی هسته لینوکس اجرا می‌شوند و کانتینرهای ویندوز فقط روی هسته ویندوز.

کی‌وی‌ام (KVM)

کی‌وی‌ام (Kernel-based Virtual Machine) یک فناوری مجازی ساز کامل است که هسته لینوکس را به یک هایپروایزر تبدیل می‌کند. هایپروایزر نرم‌افزاری است که وظیفه ایجاد و مدیریت ماشین‌های مجازی (Virtual Machines – VM) را بر عهده دارد. با کی‌وی‌ام، هر ماشین مجازی یک سیستم عامل مهمان کامل و اختصاصی، مثلا لینوکس، ویندوز یا FreeBSD، و منابع سخت‌افزاری مجازی شده خودش را دارد، مثلا CPU، RAM و دیسک. این به معنای ایزوله‌سازی کامل بین ماشین‌های مجازی است.

مزایای کی‌وی‌ام:

• ایزوله‌سازی کامل: هر ماشین مجازی کاملا از سایر ماشین‌ها ایزوله است و هسته سیستم عامل خود را دارد.
• پشتیبانی از سیستم عامل‌های مختلف: می‌توانید سیستم عامل‌های گوناگونی را در ماشین‌های مجازی کی‌وی‌ام اجرا کنید.
• امنیت بالا: ایزوله‌سازی کامل باعث افزایش امنیت می‌شود.
• مناسب برای بارهای کاری سنگین: برای برنامه‌هایی که نیاز به منابع اختصاصی و عملکرد بالا دارند، مناسب‌تر است.

معایب کی‌وی‌ام:

• اضافه بار(Overhead) بیشتر: چون سخت‌افزار را به طور کامل مجازی می‌کند، اضافه بار(Overhead) بیشتری نسبت به داکر دارد.
• زمان راه‌اندازی طولانی‌تر: راه‌اندازی یک ماشین مجازی زمان بیشتری نسبت به راه‌اندازی یک کانتینر داکر می‌برد.
• مدیریت پیچیده‌تر: مدیریت ماشین‌های مجازی معمولا پیچیده‌تر از مدیریت کانتینرها است.

تفاوت‌ها و شباهت‌های داکر و کی وی ام

داکر و کی‌وی‌ام در نوع مجازی‌سازی با هم فرق دارند. داکر در سطح سیستم عامل کار می‌کند و هسته میزبان را به اشتراک می‌گذارد، در نتیجه سبک و سریع است. اما کی‌وی‌ام مجازی سازی کامل است و هر ماشین مجازی هسته سیستم عامل خودش را دارد که باعث ایزوله‌سازی بیشتر اما با Overhead بیشتر می‌شود. داکر برای بسته‌بندی و اجرای برنامه‌ها به خصوص میکروسرویس‌ها بسیار مناسب است، در حالی که کی‌وی‌ام برای ساخت سرورهای مجازی با سیستم عامل‌های مختلف و خدمات میزبانی کاربرد دارد.

با این حال، هر دو فناوری به استفاده بهینه از منابع کمک می‌کنند و امکان ایزوله‌سازی محیط‌های نرم‌افزاری را فراهم می‌کنند. هر دو هم در محیط‌های سرور ابری و هم در سرورهای اختصاصی کاربرد دارند و به انعطاف‌پذیری در استقرار و مدیریت برنامه‌ها کمک می‌کنند.

انتخاب بهتر برای سرور اختصاصی

انتخاب بین داکر و کی‌وی‌ام برای یک سرور اختصاصی مدیریت شده به هدف و نیازهای خاص شما بستگی دارد:

• اگر هدف شما میزبانی چندین برنامه مستقل، با سیستم عامل‌های مختلف، و نیاز به ایزوله‌سازی کامل در سطح سیستم عامل است، کی‌وی‌ام انتخاب بهتری است. مثلا اگر می‌خواهید یک سرور ویندوز و چند سرور لینوکس را روی یک سرور اختصاصی اجرا کنید، کی‌وی‌ام این امکان را فراهم می‌کند. کی‌وی‌ام برای ایجاد سرورهای مجازی (VPS) و ارائه خدمات میزبانی وب نیز گزینه‌ای عالی است. 
• اگر هدف شما استقرار و مدیریت آسان تعداد زیادی از برنامه‌های کاربردی (میکروسرویس‌ها)، با نیاز به راه‌اندازی سریع و استفاده بهینه از منابع در یک سیستم عامل مشخص است، داکر انتخاب بهتری است. مثلا اگر یک تیم توسعه نرم‌افزار هستید و می‌خواهید محیط‌های یکسان برای توسعه، تست و تولید فراهم کنید، یا نیاز به مقیاس‌پذیری سریع برنامه‌ها دارید، داکر بسیار کارآمد خواهد بود. 

در بسیاری از موارد، این دو فناوری می‌توانند مکمل یکدیگر باشند. مثلا می‌توانید کی‌وی‌ام را روی سرور اختصاصی خود نصب کرده و روی ماشین‌های مجازی کی‌وی‌ام، داکر را اجرا کنید. به این ترتیب، از ایزوله‌سازی کامل کی‌وی‌ام برای جداسازی سیستم عامل‌ها و از انعطاف‌پذیری داکر برای مدیریت برنامه‌ها استفاده خواهید کرد.

نحوه کارکرد مجازی‌ساز در سرورهای مجازی

سرور مجازی (Virtual Private Server – VPS) خودش نمونه‌ای از کاربرد فناوری مجازی‌سازی است. شما در هنگام خرید سرور مجازی، عملا بخشی از یک سرور اختصاصی را که توسط یک هایپروایزر (مثلا کی‌وی‌ام، Xen یا VMware) مجازی‌سازی شده، در اختیار می‌گیرید.

• کی‌وی‌ام عملا پایه و اساس بسیاری از سرویس‌های سرور مجازی است. ارائه‌دهندگان هاستینگ از کی‌وی‌ام (یا سایر هایپروایزرهای مشابه) استفاده می‌کنند تا یک سرور فیزیکی را به چندین سرور مجازی مجزا تقسیم کنند که هر کدام دارای منابع اختصاصی و سیستم عامل مستقل خود هستند. 
• داکر به تنهایی نمی‌تواند یک سرور مجازی به معنای رایج کلمه را ایجاد کند. داکر برای اجرای برنامه‌ها در کانتینرها طراحی شده است، نه برای ایجاد سیستم عامل‌های مهمان کامل. با این حال، می‌توانید داکر را روی یک سرور مجازی (که مثلا با کی‌وی‌ام ساخته شده) نصب کرده و از آن برای مدیریت برنامه‌های خود در آن سرور مجازی استفاده کنید. 

به طور خلاصه، کی‌وی‌ام در لایه زیرساخت برای ایجاد و مدیریت سرورهای مجازی نقش اصلی را ایفا می‌کند، در حالی که داکر بیشتر در لایه کاربرد برای بسته‌بندی و اجرای برنامه‌ها به کار می‌رود و می‌تواند روی سرورهای مجازی (یا حتی خود سرورهای اختصاصی) اجرا شود.