Docker vs. Virtual Machines: las diferencias principales

En la implementación de aplicaciones hay dos tecnologías principales: Docker y las máquinas virtuales (VM). Ambas ofrecen formas de aislar aplicaciones y recursos, pero sus enfoques y áreas de aplicación difieren significativamente entre sí. En este artículo proporcionamos una visión general de las similitudes, diferencias, ventajas y desventajas, así como los ámbitos de aplicación adecuados de Docker y las máquinas virtuales.

¿Qué es Docker?

Docker es una solución virtual que permite empaquetar y ejecutar aplicaciones y sus dependencias en los denominados contenedores. Un Docker Container es un entorno aislado que contiene todos los componentes necesarios de una aplicación, incluidos el sistema operativo, el entorno de ejecución, las bibliotecas y las configuraciones. Estos contenedores pueden ejecutarse en cualquier sistema que disponga de Docker, independientemente de las diferencias que haya en la infraestructura. Docker permite una rápida implementación de aplicaciones, una fácil escalabilidad y un menor consumo de recursos en comparación con tecnologías de virtualización tradicionales como las máquinas virtuales.

¿Qué son las máquinas virtuales (VM)?

Una máquina virtual es un concepto más amplio de virtualización. Se trata de una emulación de software de una plataforma informática física que permite ejecutar varios sistemas operativos y aplicaciones en un solo host físico. Las máquinas virtuales pueden utilizarse de varias formas:

• Consolidación de servidores: las empresas pueden consolidar varios servidores en un único host físico para utilizar los recursos de hardware de manera más eficiente y reducir los costes operativos.
• Desarrollo: los desarrolladores pueden utilizar máquinas virtuales para simular diferentes sistemas operativos y entornos de desarrollo y así desarrollar y probar aplicaciones.
• Aislamiento de aplicaciones: las máquinas virtuales permiten ejecutar aplicaciones y sus dependencias en entornos aislados, lo que aumenta la seguridad y reduce el riesgo de conflictos entre diferentes aplicaciones.
• Seguridad: las máquinas virtuales suelen utilizarse para simular distintos escenarios de ataque y probar conceptos de seguridad.

Docker vs. Virtual Machines: similitudes

A pesar de sus diferentes enfoques, Docker y las máquinas virtuales tienen algunas similitudes fundamentales, sobre todo en cuanto a portabilidad, imágenes y gestión de versiones.

Portabilidad

Tanto Docker como las máquinas virtuales tienen una alta portabilidad y permiten la ejecución fluida de aplicaciones y sus dependencias en distintos sistemas y plataformas. La portabilidad de los contenedores Docker se ve favorecida por el hecho de que pueden ejecutarse en cualquier sistema que disponga de Docker, independientemente de las diferencias que haya en la infraestructura. De forma similar, las máquinas virtuales pueden utilizarse en diversos hipervisores o plataformas en la nube siempre y cuando el entorno de destino sea compatible con la tecnología de virtualización requerida.

Imágenes

Una similitud importante entre Docker y las máquinas virtuales es el concepto de imágenes. Las imágenes de Docker y las imágenes de VM sirven como plantillas que describen el estado y la configuración de una aplicación o de un sistema operativo. En ambos casos, estas imágenes se pueden versionar y gestionar para rastrear y manejar diferentes versiones de una aplicación o de un sistema operativo. De esta manera, los desarrolladores pueden realizar implementaciones consistentes y reproducibles y seguir de forma sistemática los cambios en aplicaciones o las configuraciones de sistemas. El uso de imágenes también facilita la colaboración entre desarrollo, pruebas y producción, ya que los equipos de desarrollo y operaciones pueden usar las mismas imágenes para garantizar que las aplicaciones se implementen de manera consistente en distintos entornos.

Gestión de versiones

Tanto Docker como las máquinas virtuales permiten gestionar versiones de imágenes, lo que facilita el proceso de desarrollo y asegura una implementación consistente de las aplicaciones. Esta gestión de versiones permite a los desarrolladores rastrear, revertir y gestionar cambios en las imágenes, lo que garantiza la estabilidad y fiabilidad de sus aplicaciones.

Docker vs. Virtual Machines: diferencias

Aunque ambas tecnologías tienen objetivos similares, Docker y las máquinas virtuales (VM) adoptan dos enfoques distintos para ejecutar aplicaciones en entornos diferentes.

Docker vs. Virtual Machines: objetivos

El objetivo principal de Docker es proveer aplicaciones y servicios en contenedores que ofrezcan entornos aislados y portátiles. Dicho de otra forma, su objetivo es mejorar la eficiencia y escalabilidad de las aplicaciones y simplificar su implementación.

Por su parte, las máquinas virtuales ofrecen un entorno de virtualización completo en el que pueden ejecutarse varios sistemas operativos en un solo host físico. Su principal objetivo es permitir a los usuarios crear un entorno virtual aislado que no dependa del hardware subyacente.

Docker vs. Virtual Machines: arquitectura

Los Docker Containers comparten los recursos del sistema operativo del host y su núcleo, lo que conlleva una menor sobrecarga y tiempos de inicio más rápidos en comparación con las máquinas virtuales.

Por otro lado, las máquinas virtuales emulan un entorno de hardware completo y tienen su propia instancia del sistema operativo, que es independiente de otras máquinas virtuales y del sistema operativo del host. Esto permite un mayor aislamiento, pero requiere más recursos y tiene tiempos de inicio más largos que los contenedores.

Docker vs. Virtual Machines: seguridad

Los contenedores de Docker comparten el núcleo del sistema operativo del host, lo que supone riesgos potenciales de seguridad, pues una imagen de contenedor defectuosa o maliciosa puede perjudicar a todo el host.

En cambio, una máquina virtual funciona con su propio sistema operativo, lo que le proporciona un mayor aislamiento. Gracias a ello, el nivel de seguridad es más alto, ya que los ataques a una máquina virtual generalmente solo afectan a esa VM.

Docker vs. Virtual Machines: liberación de recursos

Cada máquina virtual cuenta con sus propios recursos, que están aislados por completo de otras VM. Esto permite un gestión de recursos más precisa y la separación de cargas de trabajo.

Los contenedores Docker, por su lado, comparten los recursos del sistema operativo del host, lo que resulta en un uso más eficiente del hardware. Sin embargo, puede ser complicado aislar cargas de trabajo que consumen muchos recursos.

Docker vs. Virtual Machines: rendimiento

Los Docker Containers suelen ofrecer mejor rendimiento y tiempos de inicio más rápidos en comparación con las máquinas virtuales.

En cambio, las VM, debido a su entorno de virtualización completo, tienen un mayor consumo de recursos y tiempos de inicio más largos que los contenedores. Sin embargo, pueden ser más adecuadas para cargas de trabajo que consumen muchos recursos y que requieren un aislamiento robusto.

Docker vs. Virtual Machines: portabilidad

Los contenedores Docker se pueden mover fácilmente entre diferentes entornos siempre que los ordenadores de destino tengan Docker instalado.

No obstante, las imágenes de máquinas virtuales son menos portátiles, ya que incluyen no solo la aplicación, sino también todo el sistema operativo. Mover las VM entre diferentes hipervisores suele requerir pasos de conversión.

Ventajas de Docker vs. Virtual Machines

Debido a las diferencias mencionadas antes, tanto Docker como las máquinas virtuales (VM) ofrecen distintas ventajas que se adaptan a diferentes posibilidades de uso.

Ventajas de Docker

• Contenedores ligeros: los contenedores Docker requieren menos recursos que las máquinas virtuales. Así, es posible una implementación más rápida de las aplicaciones y un uso más eficiente de los recursos.
• Portabilidad: los contenedores Docker son portátiles y pueden ejecutarse en diferentes sistemas y plataformas en la nube siempre que el entorno de destino sea compatible con Docker. De esta forma, es más fácil implementar y escalar aplicaciones en diferentes entornos.
• Implementación rápida: Docker permite implementar aplicaciones rápido gracias a su tecnología de contenedores. Los desarrolladores pueden crear, iniciar y detener contenedores rápidamente, lo que acelera el proceso de desarrollo e implementación.
• Orquestación sencilla: herramientas de Docker como Docker Swarm y Kubernetes facilitan la orquestación de contenedores. Estas herramientas permiten distribuir contenedores a través de varios hosts, automatizar la escalabilidad y garantizar la disponibilidad.
• Arquitectura de microservicios: Docker es ideal para implementar arquitecturas de microservicios, ya que permite el aislamiento y despliegue de servicios independientes en contenedores. De esta forma, se mejora la escalabilidad, el mantenimiento y la flexibilidad de las aplicaciones.

Ventajas de las máquinas virtuales

• Mayor aislamiento: las máquinas virtuales ofrecen un aislamiento más robusto entre ellas, ya que cada VM cuenta con su propio sistema operativo y recursos. Esto incrementa la seguridad y reduce el riesgo de ataques o filtraciones de datos.
• Virtualización completa: las máquinas virtuales permiten ejecutar diferentes sistemas operativos en un mismo host físico, lo que mejora la compatibilidad entre distintos sistemas operativos y aplicaciones.
• Aplicaciones heredadas: las VM son ideales para ejecutar aplicaciones heredadas que requieren un entorno específico del sistema operativo. Permiten que estas aplicaciones antiguas funcionen en plataformas de hardware actuales sin comprometer la estabilidad del entorno.
• Gestión precisa de recursos: las VM ofrecen una gestión más precisa de recursos, ya que cada una tiene recursos propios que pueden gestionarse de manera independiente. De esta forma, se facilita un control más detallado sobre la asignación y el uso de recursos.
• Aplicaciones críticas para la seguridad: las VM permiten ejecutar aplicaciones críticas para la seguridad que requieren un alto nivel de aislamiento y seguridad. La separación de sistemas operativos y recursos minimiza los riesgos de seguridad.

Docker vs. Virtual Machines: ¿qué tecnología debo elegir?

Elegir entre una tecnología y la otra depende de varios factores, como el tipo de aplicación, los requisitos de seguridad o la flexibilidad deseada. Por eso, es fundamental evaluar las ventajas y desventajas de ambas tecnologías y escoger la que mejor se ajuste a las necesidades del proyecto.

Docker es especialmente adecuado para aplicaciones con estas características:

• ciclos de implementación cortos,
• bajas exigencias de recursos para la arquitectura de microservicios,
• rápida escalabilidad,
• entornos de infraestructura física distribuidos.

En cambio, las VM son adecuadas para lo siguiente:

• requisitos de sistemas operativos con una sola infraestructura física,
• sistemas operativos en los que deben configurarse distintos elementos de control,
• sistemas operativos con dependencias específicas,
• requisitos especiales de recursos de hardware,
• aplicaciones heredadas que ya no funcionan en sistemas operativos modernos.