José Juan Sánchez Hernández - Aprender Docker, un enfoque práctico

Las primeras versiones de Docker utilizaban LXC para ejecutar contenedores, pero fue reemplazado por una herramienta interna a la que llamaron libcontainer. Actualmente, libcontainer forma parte de runc, un runtime de contenedores que cumple con las especificaciones OCI (Open Container Initiative) del que hablaremos más adelante.

Una «máquina virtual» o virtual machine (VM) es un entorno que emula la misma funcionalidad de una máquina física. Una máquina virtual hace uso de los recursos que se le hayan asignado; cuenta con su propia CPU, memoria, interfaz de red, almacenamiento y su propio sistema operativo.

Las máquinas virtuales se crean y ejecutan sobre un software llamado «hipervisor» o virtual machine monitor (VMM). El hipervisor se ejecuta sobre una máquina física y actúa como una capa intermedia entre el hardware de la máquina anfitriona o host y la máquina virtual. El hipervisor se encarga de gestionar y distribuir los recursos de la máquina física (CPU, memoria, almacenamiento, etc.) entre las máquinas virtuales.

Es posible crear varias máquinas virtuales sobre una misma máquina física. Cada una de las máquinas virtuales estará aislada del resto, tendrá sus propios recursos y contará con su propio sistema operativo, que no tiene por qué ser el mismo que el de la máquina anfitriona.

Un «contenedor» se puede definir como una unidad estándar de software que permite empaquetar el código fuente de una aplicación y todas sus dependencias, para que se pueda distribuir y ejecutar de forma rápida y fiable en diferentes entornos.

También se puede definir como un proceso que ha sido aislado de todos los demás procesos de la máquina anfitriona donde se está ejecutando. Aunque es posible tener más de un proceso en un contenedor, las buenas prácticas nos recomiendan ejecutar solo un proceso por contenedor.

El término docker, en inglés, significa «estibador», que es la persona encargada de realizar la carga y descarga de un buque u otros medios de transporte. Para entender mejor qué es un «contenedor», podemos establecer una analogía entre los contenedores que se utilizan en el transporte marítimo y los contenedores software.

Los contenedores de transporte marítimo:

Cumplen una normativa ISO (International Organization for Standardization), donde se establecen las medidas, tamaño y forma de los contenedores.

Se rigen por un estándar para distribuir mercancías.

Pueden ser transportados en cualquier embarcación que cumpla el estándar ISO.

Los contenedores software:

Cumplen con los estándares abiertos de la industria de los contenedores software desarrollados por la OCI (Open Container Initiative).

Se rigen por un estándar para distribuir software.

Pueden ser ejecutados en cualquier runtime que cumpla el estándar OCI.

A continuación, se enumeran las principales diferencias que existen entre contenedores y máquinas virtuales:

Una máquina virtual necesita un sistema operativo completo para poder funcionar, mientras que un contenedor no, ya que comparte el kernel del sistema operativo de la máquina donde se está ejecutando.

Los contenedores necesitan menos recursos que las máquinas virtuales. Con el mismo hardware, es posible tener un mayor número de contenedores que de máquinas virtuales.

El tiempo necesario para iniciar un contenedor es mucho menor que el de una máquina virtual. Un contenedor se puede iniciar en cuestión de milisegundos, mientras que una máquina virtual puede llegar a necesitar algunos minutos.

Por lo general, los contenedores son más ligeros que las máquinas virtuales. El tamaño de los contenedores se suele medir en megabytes, mientras que el de las máquinas virtuales se suele medir en gigabytes.

Un contenedor se puede ejecutar en una máquina virtual pero no al revés.

Los contenedores no han venido para sustituir a las máquinas virtuales, ya que cada tecnología es adecuada para casos de uso diferentes. Podemos decir que ambas tecnologías se complementan entre sí.

Figura 1.1. Diferencias entre contenedores y máquinas virtuales.

Al inicio, Docker fue diseñado con una arquitectura monolítica, pero, más tarde, fue rediseñado a una arquitectura modular, formada por diferentes componentes que pueden ser reemplazados o incluso utilizarse en otros proyectos.

Cada uno de los componentes de Docker se desarrolla por separado y muchos de ellos forman parte del proyecto Moby. El proyecto Moby es un proyecto open source creado por Docker, Inc. en 2017, donde se desarrollan componentes y herramientas que pueden ser utilizados para crear productos basados en la tecnología de contenedores. Podemos decir que Moby es el proyecto donde se desarrollan los componentes y Docker es un producto que utiliza esos componentes:

Los principales componentes de Docker que debemos conocer son los siguientes:

Cliente de Docker.

Docker CLI.

Docker Compose.

Docker Engine.