Schnelle und skalierbare Anwendungsmodernisierung
Unternehmen streben mit Containerisierungs- und Virtualisierungsplattformen eine höhere Anwendungsskalierbarkeit, Kosteneffizienz und Standardisierung an. Worin liegt also der Unterschied? Container sind eine Art von Virtualisierungstechnologie, mit der Benutzer mehrere Betriebssysteme innerhalb einer einzigen Instanz eines Betriebssystems ausführen können. Sie sind leicht und portabel und eignen sich daher ideal für die Ausführung von Anwendungen auf verschiedenen Plattformen.
Bei der Virtualisierung werden auf einer einzelnen physischen Maschine mehrere virtuelle Maschinen ausgeführt. Beide Optionen sind zwar darauf ausgelegt, Entwicklungsteams eine schnellere und effizientere Bereitstellung von Software zu ermöglichen, dienen jedoch unterschiedlichen Zwecken. Im folgenden Artikel werden wir uns Container und Virtualisierung genauer ansehen, damit Sie entscheiden können, welche Option für Ihr Unternehmen die richtige ist.
Was ist Virtualisierung?
Die Cloud ist eine Multi-Tenant-Umgebung, in der mehrere Personen Dienste auf derselben Server-Hardware ausführen. Um eine gemeinsam genutzte Umgebung zu erreichen, verwenden Cloud-Anbieter Virtualisierungstechnologie.
Die Virtualisierung erfolgt mithilfe eines Hypervisors, der CPU-, RAM- und Speicherressourcen auf mehrere virtuelle Maschinen (VMs) aufteilt. Jeder Benutzer auf dem Hypervisor erhält seine eigene Betriebssystemumgebung.
Dabei ist zu beachten, dass die einzelnen VMs nicht miteinander interagieren, sondern alle von derselben Hardware profitieren. Das bedeutet, dass Cloud-Plattformen wie AWS die Ressourcennutzung pro Server mit mehreren Mandanten maximieren können, was durch Skaleneffekte niedrigere Preise für Unternehmen ermöglicht.
Traditionelle vs. virtuelle Architektur
Was ist Containerisierung?
Containerisierung ist eine Form der Virtualisierung. Bei der Virtualisierung geht es darum, mehrere Betriebssysteminstanzen auf einem einzigen Server auszuführen, während bei der Containerisierung eine einzige Betriebssysteminstanz mit mehreren Benutzerbereichen ausgeführt wird, um Prozesse voneinander zu isolieren. Das bedeutet, dass Containerisierung für einen AWS-Cloud-Benutzer sinnvoll ist, der mehrere Prozesse gleichzeitig ausführen möchte.
Containerisierung wird erreicht, indem Softwarecode, Bibliotheken, Frameworks und andere Abhängigkeiten in einem isolierten Benutzerbereich, einem sogenannten Container, zusammengepackt werden. Dieser Container ist portabel und kann auf jeder Infrastruktur in jeder Umgebung verwendet werden, die die Containertechnologie unterstützt, wie z. B. Docker und Kubernetes.
Welche Verbindung besteht zwischen Containerisierung und Microservices?
Bei Microservice-Architekturen werden die Hauptkomponenten einer Anwendung in einzelne, isolierte Komponenten entkoppelt. Da die Komponenten unabhängig voneinander arbeiten können, verringert sich das Risiko von Fehlern oder vollständigen Serviceausfällen.
Ein Container enthält eine einzelne Funktion für eine bestimmte Aufgabe oder einen Microservice. Indem jede einzelne Anwendungsfunktion in einen Container aufgeteilt wird, verbessern Microservices die Belastbarkeit und Skalierbarkeit von Unternehmensdiensten.
Durch die Containerisierung können einzelne Anwendungskomponenten isoliert aktualisiert werden, ohne dass der Rest des Technologie-Stacks davon betroffen ist. Dadurch wird sichergestellt, dass Sicherheits- und Funktionsupdates schnell und mit minimaler Unterbrechung des Gesamtbetriebs angewendet werden.
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7 Unterschiede zwischen Virtualisierung und Containerisierung
Auf technischer Ebene verwenden beide Umgebungen ähnliche Eigenschaften, erzielen jedoch unterschiedliche Ergebnisse. Hier sind die Hauptunterschiede zwischen den beiden Techniken.
1. Isolierung
Bei der Virtualisierung entsteht ein vollständig isoliertes Betriebssystem und eine vollständig isolierte VM-Instanz, während bei der Containerisierung das Host-Betriebssystem und die Container voneinander isoliert werden. Allerdings sind alle Container gefährdet, wenn ein Angreifer den Host kontrolliert.
2. Verschiedene Betriebssysteme
Bei der Virtualisierung können mehrere vollständige Betriebssysteme mit jeweils eigenem Kernel gehostet werden, während bei der Containerisierung alle Container im Benutzermodus auf einem Betriebssystem ausgeführt werden.
3. Gästebetreuung
Durch Virtualisierung können mehrere Betriebssysteme auf demselben Server oder Computer verwendet werden. Die Containerisierung hingegen ist vom Host-Betriebssystem abhängig. Das bedeutet, dass Linux-Container nicht unter Windows ausgeführt werden können und umgekehrt.
4. Bereitstellung
Virtualisierung bedeutet, dass jede virtuelle Maschine ihren eigenen Hypervisor hat. Bei der Containerisierung wird entweder Docker zum Bereitstellen eines einzelnen Containers verwendet oder Kubernetes zum Orchestrieren mehrerer Container über mehrere Systeme hinweg.
5. Dauerhafter virtueller Speicher
Bei der Virtualisierung wird jeder einzelnen virtuellen Maschine eine virtuelle Festplatte (VHD) oder ein Server Message Block (SMB) zugewiesen, wenn gemeinsam genutzter Speicher über mehrere Server hinweg verwendet wird. Bei der Containerisierung wird die lokale Festplatte für die Speicherung pro Knoten verwendet, bei SMB für gemeinsam genutzten Speicher über mehrere Knoten hinweg.
6. Virtueller Lastenausgleich
Virtualisierung bedeutet, dass Failovercluster zum Ausführen von VMs mit Lastausgleichsunterstützung verwendet werden. Da bei der Containerisierung Orchestrierung über Docker oder Kubernetes zum Starten und Stoppen von Containern verwendet wird, wird die Ressourcennutzung maximiert. Die Außerbetriebnahme zum Lastausgleich mit Containerisierung erfolgt jedoch, wenn die Grenzen der verfügbaren Ressourcen erreicht sind.
7. Virtualisierte Netzwerke
Bei der Virtualisierung werden virtuelle Netzwerkadapter (VNA) verwendet, um die Netzwerkverbindung zu vereinfachen. Diese werden über eine Master-Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) ausgeführt. Bei der Containerisierung wird der VNA zur eine einfache Netzwerkvirtualisierung in mehrere isolierte Ansichten aufgeteilt.
Was sind die Vorteile der Virtualisierung?
Durch Virtualisierung lässt sich die Skalierbarkeit von Anwendungen erhöhen und gleichzeitig die Kosten senken. Hier sind fünf weitere Möglichkeiten, wie Virtualisierung Ihrem Unternehmen helfen kann:
- Effizientere Ressourcennutzung durch Multi-Tenant-Unterstützung auf der Hardware.
- Hohe Verfügbarkeit durch sofortiges Spoolen einer virtualisierten Ressource und Außerbetriebnahme nach Abschluss der Prozesse.
- Bessere Geschäftskontinuität durch einfache Wiederherstellung virtueller Instanzen durch Duplizierung und Backups.
- Virtuelle Maschinen können schnell bereitgestellt werden, da das zugrunde liegende Betriebssystem und die Abhängigkeiten bereits auf dem Hypervisor geladen sind.
- Die Cloud-Portabilität wird durch Virtualisierung verbessert, was zu einfacheren Multi-Cloud-Migrationen führt.
Was sind die Nachteile der Virtualisierung?
Zwar bietet die Virtualisierung die Möglichkeit, mehrere Anwendungen auf einem einzigen physischen Server auszuführen, sie kann jedoch auch die Leistung beeinträchtigen. Hier sind sechs weitere Überlegungen, die Sie bei der Entscheidung berücksichtigen sollten, ob Virtualisierung für Ihr Unternehmen geeignet ist:
- Der Return on Investment (ROI) bei der Virtualisierung kann Jahre dauern, was höhere Vorlaufkosten, jedoch geringere Gesamtkosten im Tagesgeschäft bedeutet.
- Bei virtuellen Instanzen in öffentlichen Clouds besteht aufgrund der Multi-Tenant-Infrastruktur und der Möglichkeit von Daten- oder Kernel-Leaks für andere Benutzer das Risiko eines Datenverlusts oder einer Datenverletzung.
- Die Skalierung kann bei mehreren virtualisierten Instanzen lange dauern, wobei die Geschwindigkeit entscheidend ist.
- Hypervisor-Technologien sind immer mit einem Leistungsmehraufwand verbunden, d. h. mit einer geringeren Leistung bei gleicher Anzahl von Ressourcen.
- Virtuelle Server, die virtualisierte Instanzen enthalten, können sich endlos ausbreiten und, wenn sie nicht überwacht werden, zusätzlichen Verwaltungsaufwand für die IT-Abteilung verursachen.
Was sind die Vorteile der Containerisierung?
Die plattformunabhängige Natur der Containerisierung macht sie zu einer attraktiven Lösung für die Skalierung von Cloud-basierten Anwendungen. Hier sind drei weitere Vorteile, die Ihnen bei der Entscheidung helfen, ob die Containerisierung für Sie geeignet ist:
- Container sind leicht und schnell bereitzustellen. Im Vergleich zur Virtualisierung, bei der jede Instanz Gigabyte (GB) groß sein kann, können Container lediglich Megabyte (MB) groß sein.
- Dank der Bündelung von Abhängigkeiten, Bibliotheken, Binärdateien und Konfigurationsdateien können Container nach Bedarf auf jeder Plattform oder Umgebung neu bereitgestellt werden.
- Durch die Leichtigkeit der Container können die Betriebs- und Entwicklungskosten erheblich gesenkt werden.
Was sind die Nachteile der Containerisierung?
Während die Containerisierung Skalierbarkeit und Agilität bei der Modernisierung von Anwendungen in der Cloud bietet, hat sie auch einige Nachteile. Hier sind fünf Nachteile der Containerisierung:
- Containerisierung wird auf Linux-basierten Distributionen gut unterstützt, aber die Windows-Unterstützung ist für den Einsatz in Unternehmen nicht wirklich ausreichend. Dies beschränkt die Benutzer in den meisten Anwendungsfällen auf Linux.
- Kernel-Schwachstellen bedeuten, dass jeder Container in einem K8S-Cluster kompromittiert werden kann, nicht nur einige wenige.
- Die Vernetzung ist schwierig, da jeder Container auf einem einzelnen Server ausgeführt wird. Dies würde eine Netzwerkbrücke oder einen Macvlan-Treiber (Kombination aus MAC-Adressen und virtuellem lokalen Netzwerk) erfordern, um die Container-Netzwerkschnittstellen Hostschnittstellen zuzuordnen.
- Die Überwachung von Hunderten von Containern, die einzelne Prozesse enthalten, ist schwieriger als die Überwachung mehrerer Prozesse auf einer einzigen virtuellen Maschineninstanz.
- Die Containerisierung ist nicht immer vorteilhaft für die Arbeitslast und kann manchmal zu einer schlechteren Leistung führen.
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