اگه تازه داری در مورد ابزارهای مجازی‌سازی یاد می‌گیری، ممکنه برات سوال باشه که فرق بین کانتینرها و ماشین‌های مجازی (VMs) چیه.

تصور کن داری یه بازی ویدیویی بازی می‌کنی. برای اینکه به مرحله بعد بری، باید توی هر مرحله یه سری چالش رو حل کنی. حالا، توی دنیای واقعی IT هم، هر بار که می‌خوای یه برنامه جدید راه بندازی، انگار باید کل بازی رو از اول شروع کنی. این خیلی زمان‌بر و اعصاب‌خوردکنه، مگه نه؟ اینجاست که کانتینرها و VMs میان وسط بازی و همه چی رو راحت‌تر می‌کنن.

کانتینرها: قهرمانان چابک و سریع

کانتینرها مثل جعبه‌های جادویی هستن که همه چی توشون جا می‌شه. فرض کن یه باربی (یا اکشن فیگور) داری که تمام لباس‌ها و وسایلش توی یه جعبه کوچولو جا شده. هر وقت بخوای، می‌تونی این جعبه رو با خودت ببری و هر جا خواستی بازی کنی. این جوری، کانتینرها هم همه نیازهای یه برنامه رو توی یه بسته جمع می‌کنن تا هر جا خواستی بتونی ازش استفاده کنی.

ماشین‌های مجازی: غول‌های سنگین ولی قدرتمند

ماشین‌های مجازی مثل این می‌مونن که بخوای کل خونه‌ات رو با خودت حمل کنی. هر ماشین مجازی شامل یه سیستم‌عامل کامل، تمام برنامه‌ها و حتی تنظیماتشونه. این یعنی خیلی سنگینه ولی می‌تونی هر سیستم‌عاملی رو اجرا کنی و همه چی رو تحت کنترل خودت داشته باشی.

مجازی‌سازی چطوری کار می‌کنه؟

مجازی‌سازی مثل این می‌مونه که یه کیک بزرگ رو به تکه‌های کوچیک تقسیم کنی. با یه نرم‌افزار کوچولو به اسم هایپروایزر، می‌تونی یه کامپیوتر رو به چندین کامپیوتر مجازی تقسیم کنی. هر تکه از کیک مثل یه کامپیوتر کوچولو با سیستم‌عامل و برنامه‌های خودش عمل می‌کنه.

هایپروایزر: جادوگر مجازی‌سازی

این نرم‌افزار بهت اجازه می‌ده که چندین سیستم‌عامل رو کنار هم و روی یه سخت‌افزار واحد اجرا کنی. وقتی هایپروایزر روی یه سرور فیزیکی نصب می‌شه، اون سرور می‌تونه خودش رو به چندین "ماشین مجازی" مستقل تقسیم کنه.

کانتینرها چطوری کار می‌کنن؟

کانتینرها یه راه سبک‌تر و چابک‌تر برای مدیریت مجازی‌سازی هستن. چون اونا از هایپروایزر استفاده نمی‌کنن، می‌تونی از منابع سریع‌تر استفاده کنی و برنامه‌های جدید رو زودتر در دسترس قرار بدی.

به جای راه‌اندازی یه ماشین مجازی کامل، کانتینریزیشن همه چیزهایی که برای اجرای یه برنامه یا میکروسرویس نیاز داری رو بسته‌بندی می‌کنه (به همراه کتابخانه‌های اجرایی که نیاز دارن). کانتینر شامل تمام کد، وابستگی‌ها و حتی سیستم‌عامل خودش میشه. این کار اجازه میده برنامه‌ها تقریباً هر جایی اجرا بشن، روی یه کامپیوتر دسکتاپ، یه زیرساخت IT سنتی یا ابر.

کانتینرها از یه شکل مجازی‌سازی سیستم‌عامل (OS) استفاده می‌کنن. به طور ساده، اونا از ویژگی‌های سیستم‌عامل میزبان استفاده می‌کنن تا فرآیندها رو ایزوله کنن و دسترسی اونا به پردازنده‌ها، حافظه و فضای دیسک رو کنترل کنن.

کانتینرها دهه‌هاست که وجود دارن. اما توافق عمومی اینه که عصر مدرن کانتینرها در سال 2013 با معرفی Docker شروع شد، یه پلتفرم منبع‌باز برای ساخت، انتشار و مدیریت برنامه‌های کانتینری.

"استفاده از کانتینرها مثل داشتن یک چاقوی سوئیسیه: همه ابزارهایی که نیاز داری توی یک بسته‌ی دم دستی جمع شده."

کانتینرها در مقابل ماشین‌های مجازی (VMs): تفاوت‌ها چیه؟

بذار اول در مورد ماشین‌های مجازی (VMs) صحبت کنیم. همون‌طور که گفتیم توی روش‌های قدیمی مجازی‌سازی، از یه نرم‌افزار به اسم هایپروایزر استفاده می‌کنیم تا سخت‌افزار فیزیکی رو به بخش‌های مجازی تقسیم کنیم. هر ماشین مجازی شامل یه سیستم‌عامل مجزا، یه نسخه مجازی از سخت‌افزار (مثل پردازنده، حافظه و غیره) و برنامه‌ها و وابستگی‌های اونه. با این روش، می‌تونی چند سیستم‌عامل مختلف رو روی یه سرور فیزیکی داشته باشی. مثلا، یه ماشین مجازی با ویندوز کنار یه ماشین مجازی با لینوکس روی همون سرور فیزیکی اجرا بشه.

حالا برسیم به کانتینرها. به جای اینکه سخت‌افزار رو مجازی‌سازی کنیم، کانتینرها سیستم‌عامل رو مجازی‌سازی می‌کنن. یعنی هر کانتینر فقط شامل برنامه و وابستگی‌های اون برنامه هست، بدون نیاز به یه سیستم‌عامل مجزا برای هر کانتینر. این باعث می‌شه که کانتینرها سبک‌تر، سریع‌تر و قابل حمل‌تر باشن چون از منابع و امکانات سیستم‌عامل اصلی استفاده می‌کنن.

مقایسه کارایی

همونطور که ماشین‌های مجازی به توسعه‌دهنده‌ها اجازه می‌دن از CPU و حافظه‌ی ماشین‌های فیزیکی بهتر استفاده کنن، کانتینرها هم این قابلیت رو دارن. اما کانتینرها یه قدم جلوتر می‌رن. چون با استفاده از معماری میکروسرویس‌ها، می‌تونی اجزای برنامه رو به صورت جداگانه پیاده‌سازی و مقیاس‌بندی کنی. این یعنی به جای اینکه یه برنامه‌ی بزرگ و یکپارچه رو توسعه بدی، می‌تونی بخش‌های کوچیک و مستقلی رو داشته باشی که هر کدوم به راحتی قابل مدیریت و مقیاس‌بندی هستن.

چرا کانتینرها؟

در حالی که هنوز دلایل زیادی برای استفاده از VMs هست، کانتینرها یه سطح انعطاف‌پذیری و قابلیت حملی رو فراهم می‌کنن که برای دنیای چندابری ایده‌آله. وقتی توسعه‌دهنده‌ها برنامه‌های جدید می‌سازن، شاید ندونن که این برنامه‌ها کجاها باید اجرا بشن.

امروز، یه سازمان ممکنه برنامه‌شو روی ابر خصوصی خودش اجرا کنه، ولی فردا ممکنه نیاز باشه اون رو روی یه ابر عمومی از یه ارائه‌دهنده‌ی دیگه اجرا کنه. کانتینری کردن برنامه‌ها به تیم‌ها این انعطاف‌پذیری رو می‌ده که بتونن با محیط‌های مختلف نرم‌افزاری دنیای مدرن IT کنار بیان.

کانتینرها همچنین برای خودکارسازی و فرآیندهای DevOps مثل پیاده‌سازی یکپارچه و پیوسته (CI/CD) ایده‌آل هستن.

مدیریت کانتینرها برای چندابر

با وجود همه‌ی مزایای کانتینرها و کاربردهای فراوانشون، اونا هم چالش‌های خاص خودشون رو دارن. برنامه‌های بزرگ سازمانی می‌تونن شامل تعداد زیادی کانتینر باشن و مدیریت این کانتینرها برای تیم‌ها مشکلاتی به همراه داره. چطور می‌تونی ببینی چی داره اجرا می‌شه و کجا اجرا می‌شه؟ چطور مسائل حیاتی مثل امنیت و انطباق رو مدیریت می‌کنی؟ چطور می‌تونی برنامه‌هات رو به طور مداوم مدیریت کنی؟

بیشتر کسب‌وکارها به راه‌حل‌های منبع باز مثل Kubernetes رو آوردن و Kubernetes در حال حاضر در اکثر موقعیت‌ها برای مدیریت کانتینرها توسط بسیاری از سازمان‌ها استفاده می‌شه.

استفاده از کانتینرها در دنیای واقعی

خیلی از شرکت‌های بزرگ از کانتینرها استفاده می‌کنن تا برنامه‌هاشون رو سریع‌تر و کارآمدتر اجرا کنن. مثلاً گوگل از کانتینرها برای مدیریت سرویس‌های خودش استفاده می‌کنه و باعث شده که بتونه به راحتی سرویس‌های مختلف رو توسعه بده و مقیاس‌بندی کنه. نتفلیکس هم از کانتینرها برای پیاده‌سازی معماری میکروسرویس‌هاش استفاده می‌کنه تا بتونه تجربه‌ی کاربرانش رو بهبود بده.

سوالات متداول

1. کانتینر چیه؟

کانتینر یه بسته‌بندی سبک و سریع برای برنامه‌هاست که همه نیازمندی‌های برنامه رو توی خودش داره و از منابع سیستم‌عامل اصلی استفاده می‌کنه.

2. ماشین مجازی (VM) چیه؟

ماشین مجازی یه شبیه‌سازی کامل از یه کامپیوتره که شامل یه سیستم‌عامل کامل و تمام برنامه‌ها و تنظیماتشه.

3. فرق اصلی بین کانتینر و VM چیه؟

کانتینرها سبک‌تر و سریع‌ترن چون از سیستم‌عامل میزبان استفاده می‌کنن، ولی VMs سنگین‌ترن و هر کدوم یه سیستم‌عامل جدا دارن.

4. چرا باید از کانتینرها استفاده کنیم؟

کانتینرها انعطاف‌پذیری و قابلیت حمل بیشتری دارن و برای محیط‌های چندابری و فرآیندهای DevOps عالی هستن.

5. Kubernetes چیه؟

Kubernetes یه پلتفرم منبع‌بازه که بهت کمک می‌کنه کانتینرها رو به صورت خودکار مدیریت کنی و به راحتی پیاده‌سازی، مقیاس‌بندی و مانیتور کنی.

جمع‌بندی

در نهایت، هم کانتینرها و هم ماشین‌های مجازی هر کدوم مزایا و معایب خودشون رو دارن. انتخاب بین این دو بستگی به نیازهای خاص پروژه و محیط اجرایی داره. کانتینرها برای محیط‌های چندابری و فرآیندهای DevOps ایده‌آل هستن، در حالی که ماشین‌های مجازی برای ایزوله‌سازی کامل و امنیت بالا بهترن. در هر صورت، با درک درست از این فناوری‌ها، می‌تونی تصمیم بهتری برای پروژه‌هات بگیری و بهره‌وری بیشتری داشته باشی.