Container vs Mesin Virtual: Perbandingan Mendetail untuk Developer

Apa Itu Mesin Virtual?

Mesin virtual (VM) adalah teknologi yang memungkinkan virtualisasi pada tingkat perangkat keras, sehingga beberapa sistem operasi dapat berjalan pada satu mesin. Setiap VM bertindak sebagai sistem terisolasi dengan sistem operasi, aplikasi, dan dependensinya sendiri. Hal ini dimungkinkan oleh perangkat lunak “hypervisor”, yang bertanggung jawab mengalokasikan sumber daya perangkat keras seperti inti CPU dan penyimpanan ke setiap VM. 

Arsitektur mesin virtual umumnya terdiri dari komponen berikut:

1. Perangkat keras: Mesin fisik.
2. Sistem operasi: Sistem operasi yang terpasang pada mesin fisik.
3. Hypervisor: Perangkat lunak yang mengalokasikan sumber daya ke VM.
4. Guest OS: Sistem operasi yang terpasang pada tiap VM.
5. Aplikasi: Perangkat lunak yang berjalan di VM. 
6. Dependensi: Pustaka/biner yang dibutuhkan untuk menjalankan aplikasi.

Diagram arsitektur server yang menjalankan tiga mesin virtual. Gambar oleh Penulis.

Anda dapat mengonfigurasi mesin virtual berdasarkan jumlah inti, kapasitas memori, dan faktor lainnya. Fleksibilitas ini memungkinkan Anda membuat banyak lingkungan dengan konfigurasi sistem operasi spesifik yang disesuaikan untuk aplikasi Anda.

Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut dasar-dasar mesin virtual, container, Docker, dan Kubernetes, lihat kursus Containerization and Virtualization Concepts kami!

Apa Itu Container?

Container adalah bentuk virtualisasi yang beroperasi pada tingkat sistem operasi, memungkinkan banyak aplikasi berjalan pada kernel OS yang sama. Tidak seperti VM, container tidak menyertakan OS sendiri; mereka berbagi OS host, yang membuatnya jauh lebih ringan dan efisien.

Container terdiri dari sebuah aplikasi beserta dependensinya. Container dirancang untuk berjalan dengan cara yang sama, di mana pun mereka diterapkan.

Arsitektur container yang khas terdiri dari komponen berikut: 

1. Perangkat keras: Mesin fisik.
2. OS host: Sistem operasi pada mesin fisik (atau VM).
3. Mesin container: Perangkat lunak yang mengelola pembuatan dan pemeliharaan container.
4. Aplikasi: Perangkat lunak yang berjalan di dalam container.
5. Dependensi: Pustaka/biner yang dibutuhkan untuk menjalankan aplikasi.

Diagram arsitektur server yang menjalankan tiga container. Gambar oleh Penulis.

Karena container hanya mengemas aplikasi dan dependensinya, ukurannya jauh lebih kecil dan lebih portabel daripada VM. Ini memudahkan pemindahan container antar lingkungan (misalnya, dari pengembangan ke produksi) tanpa mengorbankan kompatibilitas.

Docker adalah platform utama yang digunakan pengembang untuk membangun dan menjalankan aplikasi berbasis container. Jika Anda ingin mulai menggunakannya, lihat kursus Introduction to Docker kami.

Perbedaan Antara Container dan Mesin Virtual

Meskipun perbedaannya tampak jelas berdasarkan definisi sebelumnya, ada lebih banyak hal yang perlu diperhatikan. Bagian ini membahas tuntas faktor-faktor yang membedakan VM dan container, termasuk arsitektur, pemanfaatan sumber daya, waktu mulai, isolasi dan keamanan, serta portabilitas.

Arsitektur

VM dan container berbeda dalam arsitekturnya karena tempat mereka melakukan virtualisasi. Seperti yang telah kita lihat, VM berjalan di atas hypervisor dan menyertakan sistem operasi, aplikasi, dan dependensinya sendiri. Di sisi lain, container berbagi kernel sistem operasi host dan hanya mengemas aplikasi beserta dependensinya.

Pemanfaatan sumber daya

Karena VM memiliki OS sendiri, VM mengonsumsi lebih banyak sumber daya, termasuk CPU dan RAM. Lapisan OS menambah penggunaan sumber daya secara keseluruhan. Sebaliknya, container tidak memerlukan OS terpisah untuk setiap instans. Akibatnya, jejak memori mereka jauh lebih kecil dan konsumsi CPU lebih rendah.

Waktu mulai

VM memiliki waktu mulai yang lebih lama karena perlu menyiapkan OS sendiri, yang menghasilkan overhead lebih besar. Karena container tidak perlu meniru OS sendiri, overheadnya jauh lebih kecil dan dapat mulai dalam hitungan detik. Waktu mulai yang cepat ini membuat container populer dalam pipeline Continuous Integration/Continuous Deployment (CI/CD), di mana kecepatan dan efisiensi diperlukan. 

Isolasi dan keamanan

Secara keseluruhan, VM memberikan keamanan lebih besar daripada container karena tingkat isolasinya. VM menawarkan isolasi penuh karena setiap VM memiliki sistem operasinya sendiri. Akibatnya, ancaman keamanan pada satu VM tidak memengaruhi VM lainnya, sehingga lebih aman. Container hanya memberikan isolasi parsial karena mereka berbagi kernel OS. Kernel bersama memperkenalkan potensi risiko keamanan: jika kernel disusupi, semua container menjadi rentan.

Portabilitas

VM berukuran besar dan dapat sulit dipindahkan antar lingkungan. VM juga menimbulkan risiko masalah kompatibilitas jika dijalankan di lingkungan yang tidak mendukung OS yang digunakan dalam VM. Container, karena sifatnya yang ringan, sangat portabel. Container dapat dipindahkan antar lingkungan dengan upaya minimal. Selain itu, karena dirancang untuk berjalan konsisten di berbagai lingkungan, container menghilangkan masalah kompatibilitas.

Berikut tabel yang merangkum perbedaan utama antara container dan mesin virtual:

Kasus Penggunaan Mesin Virtual

Mungkin terlihat bahwa VM secara umum memiliki lebih banyak kekurangan daripada container. Lalu, apa saja kasus penggunaannya? Bagian ini membahas beberapa yang paling penting, termasuk menjalankan aplikasi lama, mendukung lingkungan multi-OS, dan menangani beban kerja yang kritis terhadap keamanan.

Menjalankan aplikasi lama

VM ideal untuk menjalankan aplikasi lama yang memerlukan sistem operasi yang lebih tua atau usang. Karena VM dapat memiliki lingkungan OS sendiri, tim dapat terus menggunakan aplikasi lama mereka yang mungkin tidak kompatibel dengan sistem operasi modern.

Lingkungan multi-OS

VM sangat efektif saat aplikasi perlu dijalankan pada beberapa sistem operasi. Misalnya, Anda dapat menyiapkan VM untuk menjalankan Linux, Windows, dan sistem operasi lain pada mesin fisik yang sama. Container, bagaimanapun, tidak dapat menjalankan sistem operasi yang berbeda pada host yang sama karena mereka berbagi kernel OS. 

Beban kerja yang kritis terhadap keamanan

Seperti yang dapat Anda bayangkan, VM unggul dalam menangani beban kerja yang kritis terhadap keamanan karena isolasi penuhnya. Setiap VM bertindak secara independen, sehingga jika satu VM disusupi, yang lain tidak terpengaruh. Container tidak menawarkan tingkat keamanan yang sama seperti VM karena mereka berbagi OS host, sehingga secara keseluruhan lebih rentan. 

Kasus Penggunaan Container

Sifat container yang ringan menjadikannya aset yang kuat dalam pengembangan perangkat lunak modern. Bagian ini membahas kasus penggunaan di mana container unggul, termasuk arsitektur microservices, pipeline CI/CD dan DevOps, serta portabilitas lintas lingkungan.

Arsitektur microservices

Container ideal untuk aplikasi yang menggunakan arsitektur microservices, di mana tiap microservice menjalankan fungsi spesifik (misalnya, penyimpanan data, autentikasi pengguna). 

Karena container bersifat independen terhadap aplikasi lain, mereka memungkinkan microservices hidup berdampingan sambil memastikan masalah pada satu layanan tidak memengaruhi yang lain. Seiring meningkatnya popularitas arsitektur microservices, tim rekayasa semakin mengandalkan container untuk menerapkan aplikasi mereka. 

Pipeline CI/CD dan DevOps

Pipeline CI/CD modern melibatkan banyak pengembang yang mengerjakan bagian berbeda dari sebuah aplikasi secara bersamaan, melakukan pengujian, integrasi, dan penerapan secara terus-menerus.

Container ideal untuk pipeline ini karena overhead sumber dayanya rendah sehingga waktu mulai cepat, memudahkan menyiapkan lingkungan, menjalankan pengujian, dan menerapkan pembaruan kode. Efisiensi ini membuat container menjadi andalan di DevOps, yang memprioritaskan pengiriman perangkat lunak yang cepat dan berkelanjutan.

Portabilitas lintas lingkungan

Container memudahkan pengembang memindahkan kode dari pengembangan ke pengujian hingga produksi. Container dirancang untuk mengemas aplikasi yang berjalan dengan baik di berbagai sistem, sehingga mengurangi masalah kompatibilitas. Selain itu, karena container tidak bergantung pada platform tertentu, container dapat diterapkan di berbagai lingkungan, seperti server on-premise dan platform cloud, sehingga cocok untuk aplikasi cloud-native.

Sebagai ringkasan, berikut teknologi yang direkomendasikan untuk tiap situasi:

Memilih Antara Container dan Mesin Virtual

Memutuskan antara container dan mesin virtual bergantung pada kebutuhan dan aplikasi spesifik Anda. Bagian ini membahas kapan memilih VM atau container. 

Kapan menggunakan mesin virtual

Mesin virtual adalah teknologi ideal untuk aplikasi yang membutuhkan lingkungan multi-OS. Banyak lingkungan dengan OS berbeda (seperti Windows dan Linux) dapat dijalankan pada perangkat keras fisik yang sama. 

VM juga sangat cocok untuk aplikasi lama yang berjalan pada sistem operasi tua atau usang. Terakhir, karena VM menawarkan isolasi penuh, VM adalah opsi terbaik untuk aplikasi dengan kebutuhan keamanan tinggi. 

Kapan menggunakan container

Container lebih cocok untuk aplikasi yang dirancang menggunakan arsitektur microservices, di mana komponen bekerja secara independen. Selain itu, waktu mulai yang cepat dan konsumsi sumber daya yang minimal membuatnya cocok untuk pipeline CI/CD, yang memerlukan pengujian dan penerapan kode yang sering. 

Karena portabilitasnya, container juga pilihan tepat bagi pengembang yang perlu memindahkan aplikasi mereka di berbagai lingkungan. 

Terakhir, sifatnya yang tidak bergantung pada platform membuatnya mudah diterapkan di lingkungan cloud, yang sangat berharga seiring bisnis mengadopsi solusi cloud dan hybrid.

Menggabungkan container dan VM

Meskipun container dan mesin virtual merupakan teknologi virtualisasi yang berbeda secara mendasar, keduanya dapat digunakan bersama secara efektif!

VM memberikan isolasi yang kuat yang menambah lapisan keamanan, mengurangi risiko ancaman terhadap aplikasi. Dengan menempatkan container di dalam VM, Anda dapat memiliki kontrol lebih besar atas alokasi sumber daya, sehingga lebih mudah memastikan tiap grup container dapat mengakses sumber daya yang cukup untuk aplikasinya. 

Selain itu, kombinasi ini memudahkan penskalaan dan penanganan penerapan di berbagai lingkungan.

Arsitektur gabungan Container dan VM. Sumber gambar: Docker.

Kesimpulan

Virtualisasi sangat penting untuk memaksimalkan efisiensi sumber daya dan meningkatkan alur kerja pengembangan perangkat lunak. Mesin virtual dan container adalah dua implementasi virtualisasi paling populer, yang banyak digunakan tim untuk mengembangkan dan menerapkan aplikasi. Pemahaman yang kuat tentang keduanya akan menguntungkan Anda jika ingin menciptakan solusi yang aman, efisien, dan dapat diskalakan.

Jika Anda siap memulai, lihat jalur keterampilan Containerization and Virtualization with Docker and Kubernetes. Berisi 4 kursus esensial yang pasti membuat Anda cepat mahir!