Para compreender a abordagem do Docker para isolamento de aplicações, é necessário primeiro entender como funcionam as máquinas virtuais (VMs).

• Máquinas virtuais são emulações baseadas em software de computadores físicos;
• Cada VM executa seu próprio sistema operacional (SO) completo, juntamente com todos os binários, bibliotecas e código de aplicação necessários;
• O hipervisor (como VMware ESXi ou Microsoft Hyper-V) fica entre o hardware e as VMs;
• O hipervisor aloca recursos de hardware—como CPU, memória e armazenamento—para cada VM, permitindo que várias VMs sejam executadas em um único servidor físico;
• Esse design proporciona forte isolamento entre aplicações, tornando possível executar diferentes sistemas operacionais e pilhas de software no mesmo hardware;
• No entanto, as VMs consomem muitos recursos, pois cada uma exige um sistema operacional completo, resultando em maior uso de memória e armazenamento.

Casos de uso típicos para VMs:

• Execução de aplicações legadas que exigem sistemas operacionais específicos;
• Hospedagem de múltiplos sistemas operacionais no mesmo hardware;
• Fornecimento de limites de segurança robustos em ambientes corporativos.

Containers: Isolamento Leve e Kernel de SO Compartilhado

Os containers utilizam uma abordagem diferente para o isolamento de aplicações:

• Sem emulação completa de máquina: Em vez de emular máquinas inteiras, containers empacotam uma aplicação com suas dependências;
• Kernel do sistema operacional compartilhado: Containers compartilham o kernel do SO do host, reduzindo a sobrecarga de recursos;
• Isolamento de processos: Cada container é executado como um processo isolado no espaço do usuário, utilizando recursos do SO como namespaces e control groups para separação;
• Uso mínimo de recursos: Containers não exigem um sistema operacional completo para cada instância, tornando-os significativamente mais leves que máquinas virtuais;
• Inicialização rápida e alta densidade: Containers iniciam quase instantaneamente, consomem menos memória e espaço em disco, e permitem executar milhares de instâncias no mesmo hardware onde apenas algumas VMs caberiam;
• Ideal para fluxos de trabalho modernos: Esse isolamento leve é perfeito para microsserviços, pipelines de integração contínua/entrega contínua (CI/CD) e ambientes que exigem escalabilidade rápida e alta portabilidade;
• Consistência entre ambientes: Ao compartilhar o kernel do SO, containers facilitam a manutenção da consistência entre ambientes de desenvolvimento, teste e produção.

Containers vs. Máquinas Virtuais: Comparação Lado a Lado

Comparar containers e máquinas virtuais (VMs) lado a lado destaca suas principais diferenças e pontos fortes:

Desempenho

• Containers evitam a sobrecarga de executar múltiplos sistemas operacionais;
• Containers oferecem tempos de inicialização mais rápidos e menor consumo de recursos;
• VMs exigem um sistema operacional completo para cada instância, resultando em maior uso de recursos.

Portabilidade

• Containers se destacam em portabilidade; imagens de containers são facilmente transferidas entre ambientes;
• Aplicações em containers se comportam da mesma forma em qualquer lugar;
• VMs são menos portáteis devido à dependência de hipervisores específicos e tamanhos de imagem maiores.

Escalabilidade

• Containers permitem executar muito mais instâncias no mesmo hardware;
• Containers escalam aplicações para cima ou para baixo rapidamente conforme a demanda;
• VMs são menos eficientes para escalabilidade rápida.

Isolamento e Segurança

• VMs fornecem isolamento mais forte, sendo preferidas para executar diferentes sistemas operacionais ou aplicações com requisitos rigorosos de segurança;
• Containers oferecem isolamento leve, adequado para a maioria dos cenários de aplicações modernas.

Compreender essas diferenças ajudará na escolha da ferramenta adequada para suas necessidades ao trabalhar com Docker.