Contêineres versus VMs (máquinas virtuais)

Contêineres e máquinas virtuais (VMs) são duas tecnologias básicas que permitem que os aplicativos sejam executados em ambientes isolados. Embora ambos ofereçam benefícios como gerenciamento de recursos e portabilidade, eles diferem significativamente em sua arquitetura, utilização de recursos e casos de uso. A escolha da tecnologia certa depende dos requisitos específicos do seu aplicativo e das metas de negócios. Vamos analisar as principais diferenças entre contêineres e VMs para ajudar você a tomar uma decisão informada.

Saiba mais sobre VMs e contêineres

O que são contêineres?

Os contêineres são imagens executáveis leves, portáteis e autossuficientes que contêm aplicativos de software e as respectivas dependências. Eles são usados para implantar e executar aplicativos de maneira consistente em diferentes ambientes, como desenvolvimento, preparo e produção. Os contêineres geralmente são implantados a partir de uma imagem usando uma plataforma de orquestração, como o Kubernetes. Essas plataformas fornecem uma maneira de gerenciar e implantar contêineres em grande escala.

Os contêineres têm vários benefícios em relação aos métodos tradicionais de virtualização. Como são mais leves e portáteis do que as VMs, os contêineres são compatíveis com a decomposição de um monolítico em microsserviços. Os contêineres são mais rápidos de gerenciar e implantar do que as VMs, o que pode economizar tempo e dinheiro com a implantação de aplicativos.

O que são máquinas virtuais?

As máquinas virtuais (VMs) ou convidados representam instâncias de um sistema operacional colocalizadas em uma máquina física usando um hipervisor. Cada VM tem o próprio sistema operacional, memória e outros recursos, que são isolados das outras VMs no mesmo computador físico. Isso permite que vários sistemas operacionais sejam executados nos mesmos componentes físicos sem interferir um no outro.

Máquinas virtuais são criadas e gerenciadas usando software hipervisor. Um hipervisor é um software que gerencia os recursos de um computador físico e os aloca para máquinas virtuais.

Diferença entre contêineres e VMs

As máquinas virtuais acessam o hardware de uma máquina física por meio de um hipervisor. O hipervisor cria uma camada de abstração que permite que a VM acesse a CPU, a memória e o armazenamento. Os contêineres, por outro lado, representam um pacote que inclui um executável com as dependências necessárias para serem executadas.

Isso significa que cada contêiner compartilha o kernel do hardware da máquina física e do sistema operacional com outros contêineres.

Como resultado, as máquinas virtuais costumam consumir mais recursos do que os contêineres. No entanto, as máquinas virtuais também oferecem um alto nível de isolamento, o que pode ser importante por motivos de segurança e conformidade. Contêineres são mais leves e portáteis do que máquinas virtuais. Isso os torna uma boa opção para aplicativos que precisam ser implantados de maneira rápida e fácil, em que a computação precisa ser otimizada.

Confira o gráfico comparativo para entender melhor as diferenças entre contêineres e máquinas virtuais:

Recurso

Contêiner

Máquina virtual


Nível de virtualização


Nível do sistema operacional

Nível de hardware

Sistema operacional


Compartilha o kernel do SO host

SO convidado (instância completa do SO)


Tamanho

Megabytes (MB)

Gigabytes (GBs)

Tempo de inicialização


Segundos


Minutos


Uso de recursos

Menor


Maior


Isolamento


Nível do processo

Nível de hardware


Portabilidade

Altamente portátil


Menos portátil


Gerenciamento


Normalmente gerenciado por ferramentas de orquestração de contêineres (por exemplo, Kubernetes)

Gerenciamento por hipervisores (por exemplo, VMware, KVM) ou plataformas de gerenciamento de nuvem

Casos de uso

Microsserviços, aplicativos da Web, pipelines de CI/CD, aplicativos nativos da nuvem

Aplicativos legados, aplicativos que exigem isolamento forte, requisitos de SO diversos

Recurso

Contêiner

Máquina virtual


Nível de virtualização


Nível do sistema operacional

Nível de hardware

Sistema operacional


Compartilha o kernel do SO host

SO convidado (instância completa do SO)


Tamanho

Megabytes (MB)

Gigabytes (GBs)

Tempo de inicialização


Segundos


Minutos


Uso de recursos

Menor


Maior


Isolamento


Nível do processo

Nível de hardware


Portabilidade

Altamente portátil


Menos portátil


Gerenciamento


Normalmente gerenciado por ferramentas de orquestração de contêineres (por exemplo, Kubernetes)

Gerenciamento por hipervisores (por exemplo, VMware, KVM) ou plataformas de gerenciamento de nuvem

Casos de uso

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Arquitetura de contêineres versus máquinas virtuais

Para entender as diferenças entre contêineres e VMs, é útil visualizar a arquitetura deles:

  • Contêineres:
  • Compartilham o kernel do SO do host: os contêineres aproveitam o kernel do sistema operacional da máquina host.
  • Leves: menores em tamanho e exigem menos recursos em comparação com as VMs.
  • Inicialização mais rápida: inicie e pare rapidamente devido ao kernel do SO compartilhado.
  • Máquinas virtuais:
  • Executar um SO convidado completo: cada VM tem seu próprio sistema operacional dedicado, isolado de outras VMs.
  • Uso intensivo de recursos: exigem mais recursos (CPU, memória, armazenamento) em comparação com contêineres.
  • Inicialização mais lenta: demora mais para inicializar devido à necessidade de carregar o SO convidado.

Semelhanças entre contêineres e máquinas virtuais

Embora os contêineres e as máquinas virtuais tenham finalidades diferentes, eles não são mutuamente exclusivos. Na verdade, eles podem ser usados juntos para criar uma infraestrutura poderosa e flexível.

  • Os contêineres são aplicativos ou serviços segregados em um host e compartilham o mesmo sistema operacional
  • Máquinas virtuais são instâncias isoladas de um sistema operacional em um host físico e executam aplicativos ou serviços

Os contêineres ocupam menos espaço do que as máquinas virtuais. Isso ocorre porque os contêineres compartilham o kernel do sistema operacional do host, enquanto as máquinas virtuais têm o próprio kernel. Como resultado, os contêineres podem iniciar e parar mais rapidamente e usam menos recursos. As máquinas virtuais são isoladas umas das outras, o que pode ajudar a impedir que os ataques se espalhem entre os convidados.

Contêineres e VMs

Confira algumas maneiras comuns de usar contêineres e máquinas virtuais juntos:

Executar contêineres em VMs pode fornecer uma camada extra de isolamento e segurança. Essa abordagem é usada com frequência em ambientes em que a segurança é fundamental, como serviços financeiros ou de saúde.

  • Exemplo: um banco executa os aplicativos conteinerizados em VMs para cumprir requisitos regulatórios rigorosos.


A implantação de clusters do Kubernetes em VMs fornece uma infraestrutura flexível e escalonável para gerenciar aplicativos conteinerizados. Isso permite aproveitar os benefícios das duas tecnologias.

  • Exemplo: uma grande empresa usa VMs do Google Compute Engine para hospedar seus clusters do Kubernetes, fornecendo uma plataforma escalonável e resiliente para suas cargas de trabalho conteinerizadas.


Usar contêineres e VMs em um ambiente de nuvem híbrida permite executar aplicativos no local e na nuvem, dependendo das suas necessidades específicas.

  • Exemplo: uma empresa de varejo usa VMs para executar os principais aplicativos de negócios no local e contêineres para implantar novos aplicativos nativos da nuvem no Google Cloud.


Casos de uso de contêineres

Os contêineres são uma escolha comum para diversos casos de uso, incluindo:

  • Desenvolvimento da Web: os contêineres são uma boa opção para o desenvolvimento da Web, porque podem ser facilmente implantados em uma variedade de ambientes, como desenvolvimento, preparo e produção
  • Arquitetura de microsserviços: os contêineres são uma boa opção para a arquitetura de microsserviços porque eles podem ser usados para implantar e gerenciar serviços individuais
  • Computação em nuvem: os contêineres são uma boa opção para a computação em nuvem porque podem ser facilmente escalonados para mais ou para menos para atender à demanda
  • Integração e entrega contínuas (CI/CD): os contêineres podem ser usados para dar suporte a processos automatizados de criação, teste e implantação de aplicativos

Os contêineres são uma ferramenta avançada que pode ser usada para melhorar o desenvolvimento, a implantação e o gerenciamento de aplicativos. Eles são uma boa opção para vários casos de uso e estão se tornando cada vez mais populares no setor de computação em nuvem.

Casos de uso de máquinas virtuais

As máquinas virtuais são uma escolha comum em diversos casos de uso, incluindo:

  • Teste: máquinas virtuais podem ser usadas para testar novos softwares em um ambiente de sandbox seguro. Isso ocorre porque a VM pode ser facilmente redefinida ou excluída se o software causar problemas.
  • Desenvolvimento: máquinas virtuais podem ser usadas para desenvolver software em diferentes sistemas operacionais. Isso pode ser útil para desenvolvedores que precisam testar o software em diferentes sistemas operacionais ou para usuários que querem usar diferentes sistemas operacionais para tarefas diferentes.
  • Isolamento: é possível usar máquinas virtuais para isolar aplicativos uns dos outros. Isso pode ser útil para segmentação de segurança e particionamento de recursos.
  • Computação em nuvem: as máquinas virtuais são uma opção popular para computação em nuvem porque podem ser facilmente escalonadas verticalmente para atender à demanda.
  • Recuperação de desastres: as máquinas virtuais podem ser usadas em apoio a estratégias de recuperação de desastres. Isso ocorre porque a VM pode ser facilmente restaurada de um backup se a máquina host falhar.

As máquinas virtuais são ferramentas com a mais alta tecnologia que podem ser usadas para várias finalidades. Elas são uma maneira econômica de executar vários sistemas operacionais e aplicativos no mesmo computador e podem ser usadas para testar novos softwares em um ambiente seguro.

Quando usar contêineres em vez de máquinas virtuais

A escolha entre contêineres e máquinas virtuais depende dos seus requisitos específicos. Confira este guia:

Caso de uso

Recomendação

Exemplo de empresa

Aplicativos de microsserviços

Contêineres


Uma empresa de e-commerce usa contêineres para implantar sua plataforma baseada em microsserviços, permitindo escalonamento independente e ciclos de desenvolvimento mais rápidos.

Modernização de aplicativos legados

Contêineres


Uma instituição financeira conteineriza os aplicativos legados para migrá-los para a nuvem, melhorando a portabilidade e reduzindo os custos de infraestrutura.


Integração e entrega contínuas (CI/CD)

Contêineres

Uma empresa de software usa contêineres para criar pipelines de CI/CD consistentes e reproduzíveis, garantindo implantações confiáveis em diferentes ambientes.


Aplicativos sensíveis à segurança


Máquinas virtuais


Um prestador de cuidados de saúde usa máquinas virtuais para isolar dados sensíveis de pacientes, atendendo a requisitos de compliance rigorosos.


Executar sistemas operacionais diferentes


Máquinas virtuais

Um desenvolvedor de software usa máquinas virtuais para testar aplicativos em diferentes sistemas operacionais (Windows, Linux, macOS) simultaneamente.

Cargas de trabalho com uso intensivo de recursos


Máquinas virtuais

Uma empresa de mídia usa máquinas virtuais para executar cargas de trabalho de codificação e transcodificação de vídeo, aproveitando os recursos dedicados de CPU e memória.

Caso de uso

Recomendação

Exemplo de empresa

Aplicativos de microsserviços

Contêineres


Uma empresa de e-commerce usa contêineres para implantar sua plataforma baseada em microsserviços, permitindo escalonamento independente e ciclos de desenvolvimento mais rápidos.

Modernização de aplicativos legados

Contêineres


Uma instituição financeira conteineriza os aplicativos legados para migrá-los para a nuvem, melhorando a portabilidade e reduzindo os custos de infraestrutura.


Integração e entrega contínuas (CI/CD)

Contêineres

Uma empresa de software usa contêineres para criar pipelines de CI/CD consistentes e reproduzíveis, garantindo implantações confiáveis em diferentes ambientes.


Aplicativos sensíveis à segurança


Máquinas virtuais


Um prestador de cuidados de saúde usa máquinas virtuais para isolar dados sensíveis de pacientes, atendendo a requisitos de compliance rigorosos.


Executar sistemas operacionais diferentes


Máquinas virtuais

Um desenvolvedor de software usa máquinas virtuais para testar aplicativos em diferentes sistemas operacionais (Windows, Linux, macOS) simultaneamente.

Cargas de trabalho com uso intensivo de recursos


Máquinas virtuais

Uma empresa de mídia usa máquinas virtuais para executar cargas de trabalho de codificação e transcodificação de vídeo, aproveitando os recursos dedicados de CPU e memória.

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