Container vs. Virtuelle Maschinen (VMs): Enthüllung der Hauptunterschiede

Virtuelle Maschinen und Container sind völlig unterschiedliche Methoden für die Bereitstellung und Paketierung von Diensten. Die Isolierung ist von entscheidender Bedeutung, wenn Sie mehrere Anwendungen/Dienste auf demselben Server haben, und wir werden darüber sprechen.

Stellen wir uns ein Standardszenario vor, bei dem sich mehrere Anwendungen auf demselben Server befinden. Eine Anwendung könnte einen Teil der Ressourcen verbrauchen, während andere Anwendungen nicht oder nur schlecht funktionieren würden. Um solche Risiken auszuschließen, wird in der Regel für jede Anwendung ein eigener Server gemietet. Dieser Ansatz hat sich in den meisten Szenarien als ineffektiv erwiesen, so dass Isolationstechnologien erfunden wurden.

In diesem Artikel werden wir den Hauptunterschied zwischen VMs und Containern diskutieren. Wenn dieses Thema also interessant klingt, lesen Sie einfach weiter.  

Virtualisierung und Containerisierung erklärt

Sowohl die Containerisierung als auch die Virtualisierung funktionieren durch die Aufteilung von Hardwareressourcen je nach Bedarf. Dies schafft eine perfekte Umgebung für mehrere Dienste, die gleichzeitig auf einem Server arbeiten können.  Ein solcher Ansatz minimiert die finanziellen Investitionen erheblich, da Sie keine neue Hardware kaufen müssen, wenn Sie eine neue Anwendung starten wollen. Bausteine sind perfekt für die Trennung von Ressourcen und werden für eine Vielzahl von Unternehmen sehr praktisch.

Verbesserung der Containersicherheit: Fortgeschrittene Strategien

•  Sicherheit der Container-Images. Um die möglichen Risiken zu reduzieren, wird dringend empfohlen, Images aus offiziellen Quellen zu verwenden. Darüber hinaus sollten regelmäßige Aktualisierungen und die Überwachung der Risiken von Schwachstellen durchgeführt werden. Außerdem ist es wichtig, die Größe des Images zu verringern, was durch das Löschen nicht benötigter Tools geschehen kann.
•  Zugriffskontrolle. Die Verwendung von IAM-Richtlinien und RBAC ist aus Sicherheitsgründen entscheidend. Alle Passwörter und Schlüssel sollten mit Hilfe von speziellen Lösungen gespeichert werden.
•  Mindern Sie die Angriffsfläche für mögliche Angriffe. Versuchen Sie, Container nicht von root aus zu starten, je weniger Rechte, desto besser. Verwenden Sie für die meisten Container nur Lesezugriff, falls dies möglich ist. Eine weitere gute Empfehlung ist die Verwendung von Firewalls und die Segmentierung des Netzwerks.
•  Laufzeit des Containers. Es ist wichtig, das seltsame Verhalten der Container-Laufzeit zu überwachen. Darüber hinaus sollten bessere Isolationsmechanismen eingesetzt werden, um zusätzliche Auswirkungen anderer Container zu verhindern.

Verstehen von virtuellen Maschinen (VMs)

VMs sind wie die Emulation von Hardware-Geräten wie Festplatten, CPUs und mehr. Die Isolierung von VMs wird durch die Trennung der Hardware und des Betriebssystems erreicht. Eine solche Trennung ist vor allem durch den Hypervisor möglich. Um die Funktionsweise des Hypervisors zu verstehen, sollten Sie ihn in der Softwareschicht und den separaten Ressourcen für die VMs sehen.

Wir unterscheiden 2 Typen von Hypervisoren wie:

• Bare Metal. Die Besonderheit dieser Art von Hypervisor ist, dass er direkt auf der Hardware funktioniert. Da bei dieser Methode kein Betriebssystem benötigt wird, gilt sie als sicherer. Die wichtigsten Beispiele für Bare Metal Hypervisors sind Hyper-V oder RHV.
• Eingebettet. Diese Art von Hypervisor funktioniert als Software-Applikation. Die wichtigsten Beispiele für diesen Typ sind VMware oder VM VirtualBox.

Enthüllung von Containern: Einblicke in den Betrieb

Container haben im Vergleich zur Virtualisierung ein ähnliches Isolationsprinzip. Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Ansätzen besteht darin, dass Container kein eigenes Betriebssystem benötigen. Bei dieser Methode werden alle Container auf der Basis eines Betriebssystems gehostet. Ein solcher Ansatz kann mehr Ressourcen einsparen und die Benutzer können definitiv ihr Geld sparen.

Die wichtigsten Funktionsschichten von Containern sind das Host-Betriebssystem, die Container-Laufzeit und erst dann die Container. Die Container-Laufzeitumgebung ist in der Regel Docker, aber es gibt auch andere verfügbare Optionen.

Gewährleistung der Containersicherheit

Die Containersicherheit bezieht sich auf eine Vielzahl von Methoden, die zu Sicherheitszwecken eingesetzt werden sollten. Die Sicherheit umfasst nicht nur die Container, sondern auch die Infrastruktur, die mit dem Prozess verbunden ist. Da die Dynamik der Umgebung zunimmt, kann es zu Problemen mit der Sicherheit kommen.

Die Überwachung der Hauptrisiken sollte mit dem verschiedenen Datenverkehr zwischen den Images und Anwendungen verbunden sein. Eine weitere wichtige Tatsache, die es zu beachten gilt, ist, dass viele Container auf demselben Betriebssystem funktionieren und ihre Sicherheitsrisiken auf der Ebene des Betriebssystems liegen und über einen Container auch das Betriebssystem angegriffen werden kann. Aus diesem Grund ist es ideal, die Interaktion zwischen Betriebssystem und Container zu minimieren.  

Container vs. VMs: Die wichtigsten Unterschiede

Die Isolierung von Ressourcen wird von beiden Methoden angeboten, jedoch wird für die Implementierung der Ansätze eine unterschiedliche Architektur verwendet. Je nach Anwendungsfall können die Ansätze sogar zusammen verwendet werden. Deshalb ist es so wichtig, die Hauptunterschiede zwischen ihnen zu verstehen.

Wenn wir über die Hauptunterschiede sprechen, gibt es einen leichten Unterschied bei den Leistungsmerkmalen, der Bereitstellung und Orchestrierung und mehr.  

Sicherheit und Isolationsniveaus: Eine vergleichende Analyse

Ein hohes Sicherheitsniveau und eine gute Isolierung sind bei beiden Ansätzen gleichermaßen gegeben, allerdings auf verschiedenen Ebenen.

Beginnen wir diese wichtige Analyse mit VMs. Die Anfälligkeit für virtuelle Angriffe kann bei VMs genauso gegeben sein wie bei anderen Ansätzen. Der große Vorteil in diesem Szenario ist, dass alle VMs vollständig von den benachbarten Maschinen isoliert sind und es keine Probleme damit gibt. Weitere Angriffe erfolgen in der Regel über den Hypervisor, da die Cyber-Angreifer die vollständige Kontrolle über alle VMs erhalten können.

Die Isolierung in Containern wird als etwas flexibler angesehen. So gibt es in Docker verschiedene Netzwerkkonfigurationen, wie z. B. Host, None oder Bridge Network. Lassen Sie uns jede davon im Detail besprechen:

•  Host-Netzwerk. Der Namensraum wird von allen Containern gemeinsam genutzt, so dass er für die Benutzer nicht so sicher ist.
•  Brücken-Netzwerk. Ein Subnetz wird mit den IPs erstellt, damit die Interaktion zwischen Containern möglich wird.
•  Kein Netzwerk. Dieses Netz garantiert die vollständige Isolierung, da sich Container nicht im Netz befinden.

Im Allgemeinen sind Container aufgrund des flexiblen Ansatzes zur Isolierung anfälliger für Risiken. Um die Sicherheit zu verbessern, können Sie einige Scan-Apps verwenden.  

Skalierbarkeit und Ressourcenmanagement

Die Verwendung von VMs ist im Vergleich zu Containern ressourcenintensiver. Vor allem wird eine so große Anzahl von Ressourcen für das Funktionieren des vollständigen Betriebssystems auf nur einer virtuellen Maschine benötigt. Deshalb hat die Anzahl der VMs einen direkten Einfluss auf die benötigten Ressourcen.

Die Container benötigen weniger Ressourcen, die für die Anwendungsabhängigkeit wichtig sind. Darüber hinaus sind Docker-Container aufgrund ihrer Skalierbarkeit großartig. Deshalb ist es möglich, die Anzahl der Ressourcen zu erhöhen und zu verringern, wann immer es nötig ist.

Die richtige Wahl treffen: Container oder VMs?

Wenn Sie die richtige Wahl für Ihr Projekt treffen, sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass diese Ansätze nicht dasselbe sind. VMs und Container wurden für unterschiedliche Anforderungen entwickelt, und das sollten Sie bei der endgültigen Entscheidung berücksichtigen.  

Container Use Cases

•  Anwendungen, die eine hohe Skalierbarkeit erfordern. Container sind ideal für dynamische Anwendungen, die schnell und einfach nach oben oder unten skaliert werden sollen. Wenn eine solche Notwendigkeit zur Skalierung besteht, können Sie dies tun.
•  Microservice-Anwendungen. Hier liegt die Wahl der Containerisierung auf der Hand, da neben der Skalierbarkeit auch eine einfache Interaktion zwischen den Diensten benötigt wird.
•  DevOps-Umgebung. Dies ist eine perfekte Wahl, wenn Sie eine ideale Umgebung von der Entwicklung bis zur Produktion benötigen.

VM Anwendungsfälle

• Stabile Lasten. Die Wahl von VMs kann ideal für Projekte sein, die keine häufige Skalierung erfordern und je nach Arbeitslast relativ stabil sind.
• Legacy-Anwendungen. Diese Art von Anwendungen haben in der Regel schwierige Abhängigkeiten und lassen sich nur schwer containerisieren. Außerdem funktionieren solche Anwendungen in der Regel auf einem bestimmten Betriebssystem, und es ist möglich, dies mit VMs zu tun.
• Sicherheitsumgebung. VMs bieten im Vergleich zu anderen Ansätzen eine bessere Isolierung. Deshalb werden Projekte, die eine bessere Sicherheit benötigen, von VMs profitieren. 

Hybride Methode

Einige Benutzer können je nach den Anforderungen von dem einen oder dem anderen Ansatz profitieren, aber in einigen Szenarien können beide Modelle funktionieren, um ideale Ergebnisse zu erzielen. Wenn die Modelle kombiniert werden, können Sie bessere Sicherheitseigenschaften und eine vielseitige Umgebung für die Bereitstellung von Anwendungen erhalten. Für die Nutzung dieser Modelle in Kombination gibt es eine Reihe von Tools, die bei der Verwaltung helfen können. Sie können zum Beispiel KubeVirt, RancherVM und andere verwenden.

Die Architektur einer solchen Kombination umfasst das Host-Betriebssystem, KubeVirt/Kubernetes (oder andere Tools), die Container-Laufzeitumgebung und natürlich die Anwendungen (eine kann in einem Container und eine andere in einem VM-Container sein). Die Verwaltung der hybriden Umgebung ist relativ einfach, wenn die richtigen Tools verwendet werden.  

Zusammenfassung

Die Wahl zwischen VMs und Containern ist ein Thema, das bei der Verwaltung und Bereitstellung von Projekten immer wieder diskutiert wird. Die Auswahl einer Technologie kann einige Zeit in Anspruch nehmen, da Faktoren wie Skalierbarkeit, Sicherheit und andere spezifische Anwendungsanforderungen berücksichtigt werden müssen.

Unabhängig von der Wahl, die Sie treffen, müssen Sie dennoch einige der oben genannten Empfehlungen zur Sicherheit und deren Verbesserung berücksichtigen. Zum Beispiel sollten die Benutzer der Container den Zugang kontrollieren, die Angriffsfläche für mögliche Angriffe verringern und vieles mehr. Solche Schritte können die Sicherheitslage erheblich verbessern, wenn Ihre Anwendung hohe Standards erfordert.

Ich hoffe, dass dieser Artikel hilfreich war und Sie nun klar verstehen können, was in Ihrem Fall besser funktioniert oder einfach diese 2 Ansätze besser verstehen. Um alles noch einmal zusammenzufassen: Wenn Sie hoch skalierbare Anwendungen oder Microservice-Anwendungen haben, sind Container perfekt für Sie geeignet. VMs sind perfekt für Projekte mit stabilen Arbeitslasten oder Legacy-Anwendungen. Es ist auch möglich, diese beiden Methoden in einem hybriden Ansatz zu kombinieren, der sich für eine Vielzahl von Anwendungen leicht verwalten lässt.