Virtualisierung vs. Containerisierung – Unterschiede im Vergleich

Virtualisierung und Containerisierung sind zwei wesentliche Technologien für die moderne Datenverarbeitung, insbesondere in Cloud-Umgebungen und bei der Softwareentwicklung. Beide Ansätze ermöglichen die Ausführung mehrerer Anwendungen auf einem einzigen physischen Computer, allerdings auf unterschiedliche Weise. Das Verständnis der Hauptunterschiede zwischen Virtualisierung und Containerisierung ist entscheidend für die Wahl der richtigen Lösung für Ihre Projekte. Dieser Artikel befasst sich mit den Unterschieden, Vorteilen und Anwendungsfällen der beiden Ansätze.

Was ist Virtualisierung?

Beider Virtualisierung handelt es sich um eine Technologie, die es ermöglicht, mehrere Betriebssysteme (OS) auf einem einzigen physischen Computer in Form von virtuellen Maschinen (VMs) auszuführen. Jede VM wird als isolierte Instanz mit eigenem Betriebssystem, virtualisierten Hardwareressourcen und Anwendungsstack ausgeführt.

Wie funktioniert Virtualisierung?

Bei der Virtualisierung kommt ein Hypervisor zum Einsatz, eine Softwareschicht, die sich zwischen der Hardware und den virtuellen Maschinen befindet. Der Hypervisor verwaltet die Ressourcenzuweisung und isoliert jede VM von den anderen. Es gibt zwei Arten von Hypervisoren:

• Typ 1 Hypervisor (Bare-Metal): Er wird direkt auf der physischen Hardware ausgeführt und bietet eine bessere Leistung. Beispiele hierfür sind VMware ESXi, Microsoft Hyper-V und Xen.
• Typ 2 Hypervisor (Hosted): Läuft auf einem vorhandenen Betriebssystem, was die Einrichtung erleichtert, aber etwas weniger effizient ist. Beispiele hierfür sind Oracle VirtualBox und VMware Workstation.

Vorteile der Virtualisierung

• Isolierung: Jede VM ist vollständig isoliert, wodurch sichergestellt wird, dass der Ausfall einer VM keine Auswirkungen auf andere hat.
• Ressourcen-Management: VMs können bestimmte Mengen an CPU, Arbeitsspeicher und Storage zugewiesen werden, was eine bessere Kontrolle der Ressourcen ermöglicht.
• Vielfältige Betriebssysteme: VMs können verschiedene Betriebssysteme (z. B. Windows, Linux) auf derselben Hardware ausführen.

Anwendungsfälle für Virtualisierung

• Ausführen älterer Anwendungen: Wenn ältere Anwendungen bestimmte Betriebssystemversionen erfordern, können VMs die erforderliche Umgebung replizieren.
• Server-Konsolidierung: Der Betrieb mehrerer Server auf einer einzigen physischen Maschine kann die Kosten senken und das Management vereinfachen.
• Testen und Entwickeln: Entwickler können isolierte Umgebungen schaffen, um Anwendungen mit verschiedenen Betriebssystemkonfigurationen zu testen.

Was ist Containerisierung?

Die Containerisierung ist eine leichtgewichtige Alternative zur Virtualisierung, bei der Anwendungen und ihre Abhängigkeiten in Container verpackt werden. Im Gegensatz zu VMs teilen sich Container den Kernel des Host-Betriebssystems, was sie in Bezug auf die Ressourcen effizienter macht.

Wie Containerisierung funktioniert

Container werden von einer Container-Laufzeitumgebung wie Docker, containerd oder Podman verwaltet. Container werden auf dem Host-Betriebssystem ausgeführt und verwenden Namespaces und cgroups für die Isolierung, um sicherzustellen, dass jeder Container sein eigenes Dateisystem, seinen eigenen Netzwerkstapel und seinen eigenen Prozessraum hat, während er den Kernel des Host-Betriebssystems gemeinsam nutzt.

Vorteile der Containerisierung

• Geringes Gewicht: Container sind viel kleiner als VMs, da sie sich den Kernel des Host-Betriebssystems teilen. Dies führt zu schnelleren Startzeiten und geringerem Ressourcenverbrauch.
• Portabilität: Container können problemlos zwischen verschiedenen Umgebungen wie Entwicklung, Test und Produktion verschoben werden, da sie alles enthalten, was die Anwendung zur Ausführung benötigt.
• Microservices-Architektur: Container sind ideal für die Ausführung von Microservices, da jeder Dienst in einem eigenen Container mit eigenen Abhängigkeiten ausgeführt werden kann.

Anwendungsfälle für Containerisierung

• Microservices-Bereitstellung: Mit Containern können Entwickler Anwendungen in kleinere, unabhängige Dienste aufteilen, die einzeln bereitgestellt und skaliert werden können.
• Kontinuierliche Integration/kontinuierliche Bereitstellung (CI/CD): Container helfen bei der Automatisierung der Test-, Erstellungs- und Bereitstellungsprozesse, was sie zu einer beliebten Wahl in DevOps-Pipelines macht.
• Anwendungsisolierung: Container isolieren Anwendungen mit unterschiedlichen Abhängigkeiten und stellen sicher, dass sich Änderungen an einem Container nicht auf andere auswirken.

Wann sollte man Virtualisierung einsetzen?

Virtualisierung ist am besten geeignet, wenn:

• Sie mehrere Betriebssysteme auf einem einzigen physischen Computer ausführen müssen.
• Anwendungen haben unterschiedliche Abhängigkeiten auf Betriebssystemebene.
• Ältere Anwendungen erfordern bestimmte Betriebssystemversionen.
• Eine stärkere Isolierung zwischen Arbeitslasten erforderlich ist.

Die Virtualisierung eignet sich beispielsweise für das Hosting von Webservern mit unterschiedlichen Betriebssystemanforderungen oder für die Ausführung älterer Software, die nicht in Containern gespeichert ist.

Wann sollte man Containerisierung einsetzen?

Containerisierung ist am besten geeignet, wenn:

• Sie wollen Microservices bereitstellen, die jeweils ihre eigenen Abhängigkeiten haben.
• Skalierbarkeit und Übertragbarkeit der Anwendung sind entscheidend.
• Schnellere Startzeiten und geringerer Ressourcenverbrauch gewünscht sind.
• Sie einen DevOps-Ansatz mit CI/CD-Pipelines verwenden.

In der modernen Anwendungsentwicklung werden häufig Container verwendet, die es Entwicklern ermöglichen, Instanzen schnell zu starten, Änderungen zu testen und Aktualisierungen bereitzustellen, ohne das zugrunde liegende Betriebssystem zu beeinflussen.

Kombination von Virtualisierung und Containerisierung

Viele Unternehmen nutzen sowohl Virtualisierung als auch Containerisierung, um das Beste aus beiden Welten zu nutzen. Zum Beispiel können Sie:

• VMs ausführen, um verschiedene Anwendungsumgebungen zu trennen.
• Container innerhalb von VMs verwenden, um Microservices und isolierte Anwendungen bereitzustellen.
• Orchestrierungs-Tools wie Kubernetes innerhalb einer virtualisierten Umgebung für eine erweiterte Ressourcenverwaltung und Skalierung nutzen.

Mit diesem Ansatz können Sie die Stärken beider Technologien nutzen und gleichzeitig die Flexibilität bei der Bereitstellung und Verwaltung beibehalten.

Fazit

Virtualisierung und Containerisierung sind leistungsstarke Tools, die in der modernen IT-Infrastruktur unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Die Virtualisierung bietet eine starke Isolierung und eignet sich für die Ausführung mehrerer Betriebssysteme, während die Containerisierung leichtgewichtig und ideal für Microservices und Cloud-native Anwendungen ist. Wenn Sie die Unterschiede zwischen beiden verstehen, können Sie den richtigen Ansatz für Ihre spezifischen Anforderungen wählen oder sie sogar kombinieren, um Ihre Infrastruktur und Anwendungsbereitstellung zu optimieren.