Para comprender el enfoque de Docker respecto al aislamiento de aplicaciones, primero es necesario conocer cómo funcionan las máquinas virtuales (VMs).

• Máquinas virtuales: emulaciones basadas en software de computadoras físicas;
• Cada VM ejecuta su propio sistema operativo (SO) completo, junto con todos los binarios, bibliotecas y código de aplicación necesarios;
• El hipervisor (como VMware ESXi o Microsoft Hyper-V) se sitúa entre el hardware y las VMs;
• El hipervisor asigna recursos de hardware—como CPU, memoria y almacenamiento—a cada VM, permitiendo que varias VMs se ejecuten en un solo servidor físico;
• Este diseño proporciona aislamiento fuerte entre aplicaciones, haciendo posible ejecutar diferentes sistemas operativos y pilas de software en el mismo hardware;
• Sin embargo, las VMs consumen muchos recursos porque cada una requiere un sistema operativo completo, lo que conlleva un mayor uso de memoria y almacenamiento.

Casos de uso típicos para VMs:

• Ejecución de aplicaciones heredadas que requieren sistemas operativos específicos;
• Hospedaje de múltiples sistemas operativos en el mismo hardware;
• Provisión de límites de seguridad estrictos en entornos empresariales.

Contenedores: Aislamiento ligero y núcleo de SO compartido

Los contenedores utilizan un enfoque diferente para el aislamiento de aplicaciones:

• Sin emulación completa de la máquina: En lugar de emular máquinas completas, los contenedores empaquetan una aplicación con sus dependencias;
• Núcleo de sistema operativo compartido: Los contenedores comparten el núcleo del sistema operativo del host, lo que reduce el consumo de recursos;
• Aislamiento de procesos: Cada contenedor se ejecuta como un proceso aislado en el espacio de usuario, utilizando características del SO como namespaces y control groups para la separación;
• Uso mínimo de recursos: Los contenedores no requieren un sistema operativo completo para cada instancia, lo que los hace significativamente más ligeros que las máquinas virtuales;
• Inicio rápido y alta densidad: Los contenedores se inician casi instantáneamente, consumen menos memoria y espacio en disco, y permiten ejecutar miles de instancias en el mismo hardware donde solo cabrían unas pocas VMs;
• Ideal para flujos de trabajo modernos: Este aislamiento ligero es perfecto para microservicios, flujos de integración continua/despliegue continuo (CI/CD) y entornos que requieren escalabilidad rápida y alta portabilidad;
• Consistencia entre entornos: Al compartir el núcleo del SO, los contenedores facilitan mantener la consistencia entre los entornos de desarrollo, pruebas y producción.

Contenedores vs. Máquinas Virtuales: Comparación lado a lado

Comparar contenedores y máquinas virtuales (VMs) lado a lado resalta sus diferencias clave y fortalezas:

Rendimiento

• Contenedores evitan la sobrecarga de ejecutar múltiples sistemas operativos;
• Los contenedores ofrecen tiempos de inicio más rápidos y menor consumo de recursos;
• VMs requieren un sistema operativo completo para cada instancia, lo que implica mayor uso de recursos.

Portabilidad

• Contenedores sobresalen en portabilidad; las imágenes de contenedor se trasladan fácilmente entre entornos;
• Las aplicaciones en contenedores se comportan de la misma manera en cualquier lugar;
• VMs son menos portátiles debido a la dependencia de hipervisores específicos y tamaños de imagen mayores.

Escalabilidad

• Contenedores permiten ejecutar muchas más instancias en el mismo hardware;
• Los contenedores escalan aplicaciones hacia arriba o abajo rápidamente según la demanda;
• VMs son menos eficientes para escalabilidad rápida.

Aislamiento y seguridad

• VMs proporcionan un aislamiento más fuerte, por lo que se prefieren para ejecutar diferentes sistemas operativos o aplicaciones con requisitos de seguridad estrictos;
• Contenedores ofrecen un aislamiento ligero, adecuado para la mayoría de los escenarios de aplicaciones modernas.

Comprender estas diferencias te ayudará a elegir la herramienta adecuada según tus necesidades al trabajar con Docker.