Docker или Podman: что лучше подойдет для вашего проекта

Контейнеры – это автономные программные пакеты, которые включают в себя код и все зависимости, необходимые для его работы: библиотеки, инструменты, настройки и среду выполнения. Контейнеры быстро стали стандартом, поскольку они:

• Занимают меньше места и требуют меньше ресурсов, чем традиционные виртуальные машины.
• Обеспечивают изолированное пространство, где приложение работает автономно, не влияя на другие программы и системы.
• Позволяют быстро развертывать и масштабировать приложения.

Docker – де-факто стандарт контейнеризации: для большинства разработчиков «контейнер» ассоциируется исключительно с Docker. Docker быстро стал эдаким «швейцарским ножом» в нише создания и оркестровки контейнеров – обзавелся всеобъемлющей функциональностью еще до того, как на горизонте появились альтернативные решения. Сейчас экосистема Docker предлагает набор мощных инструментов, способных решать большинство задач, связанных с управлением контейнерами, например:

• Docker Compose – для определения и запуска многоконтейнерных приложений.
• Docker Swarm – для кластеризации и оркестрации контейнеров.
• Docker Network – для создания и управления сетями контейнеров.

Однако недостатки у Docker тоже есть:

• Без дополнительных манипуляций и системных настроек не обеспечивает должный уровень безопасности.
• Не все приложения эффективно работают в Docker-контейнерах.
• Накладные расходы снижают производительность. Если вы проходили курсы на платформе Stepik, то наверняка заметили, насколько долго там выполняется проверка решений – это потому, что при каждом запуске кода поднимается Docker-контейнер.
• Интеграция других инструментов с Docker может быть сложной, особенно для начинающих разработчиков.
• Возможностей Docker все-таки не хватает для оркестрации и мониторинга масштабных приложений.

Podman – инструмент для создания, запуска и управления контейнерами и подами (группами контейнеров). Принцип его работы очень похож на Kubernetes (Podman разрабатывался с учетом всех особенностей K8s): этот факт и привлекает к нему внимание разработчиков, которым по каким-то причинам нужна надежная альтернатива Docker (и более простой способ оркестрации контейнеров – с K8s или без).

Podman разработан компанией Red Hat в соответствии со стандартами Open Container Initiative (OCI), отличается дружелюбностью по отношению к начинающим пользователям, и входит в комплексный набор инструментов, который можно использовать, как модульную структуру:

• Podman – менеджер образов и подов контейнеров.
• Buildah – сборщик контейнеров.
• Skopeo – менеджер для проверки образов контейнеров.
• runc – обеспечивает базовую функциональность по созданию, запуску и управлению контейнерами для Podman и Buildah.
• crun – опциональная среда выполнения, которая обеспечивает большую гибкость, контроль и безопасность для контейнеров без root-доступа (с ограниченными привилегиями).

Все эти инструменты могут работать с любым другим OCI-совместимым движком, включая Docker: это сильно упрощает переход с Docker на Podman или их совместное использование. И, разумеется, контейнеры Podman можно использовать с Kubernetes – фактически, между этими платформами много общего: как видно из названия, Podman может создавать группы (поды) контейнеров, которые работают вместе точно так же, как поды в Kubernetes.

Главное преимущество Podman в том, что он дает возможность использовать разные контейнеры для одного приложения внутри пода: один, например, для фронтенда, другой для бэкенда и базы данных. Эти контейнеры автоматически совместно планируются, совместно размещаются и совместно используют ресурсы (сеть, хранилище и т.п.) Кроме того, определения подов из Podman можно экспортировать в YAML-файл для быстрого разворачивания приложения в кластере Kubernetes.

Еще одна отличительная черта Podman – это отсутствие демона (программы, работающей в фоновом режиме для обработки сервисов, процессов и запросов без пользовательского интерфейса). Это уникальный подход для контейнерного движка: Podman запускает контейнеры и поды как дочерние процессы.

Эти и другие преимуществ, которые мы рассмотрим ниже, делают Podman жизнеспособной и интересной альтернативой Docker в соответствующем контексте. Или мощным дополнением для совместной работы – как уже упоминалось, Podman поддерживает CLI-интерфейс, совместимый с Docker.

Поскольку Podman и Docker предназначены для решения одних и тех же задач, между ними много общего. Но есть и несколько принципиальных различий. Это не делает один из них лучше другого, но может повлиять на выбор наиболее подходящего инструмента для конкретного проекта.

Docker использует клиент-серверную логику и демон (постоянно работающую фоновую программу) для создания образов и запуска контейнеров. В архитектуре Podman демон не используется, поэтому он может запускать контейнеры от имени пользователя. Для управления сервисами и поддержки запуска контейнеров Podman в фоновом режиме применяет systemd, который создает контрольные юниты для существующих контейнеров или для генерации новых. Systemd также можно интегрировать с Podman, позволяя ему запускать контейнеры с systemd, включенным по умолчанию, без каких-либо модификаций.

Различия в архитектуре Podman и Docker

Так как у Podman нет демона для управления активностью, он не предоставляет root-права для своих контейнеров по умолчанию. Docker недавно добавил режим rootless в конфигурацию демона, но Podman использовал этот подход первым и продвигал его как фундаментальную особенность. Эта особенность тесно связана со следующим пунктом.

Цель контейнеров – безопасно изолировать приложения от хост-системы, минимизируя проблемы совместимости и повышая безопасность. Одна из основных проблем безопасности – риск выхода из контейнера (container breakout), когда злоумышленник может скомпрометировать хост-систему. Для снижения таких рисков жизненно важно запускать контейнеры с минимальными привилегиями.

Podman по умолчанию предоставляет более строгие настройки безопасности по сравнению с Docker. Такие функции, как контейнеры без root привилегий, пользовательские пространства имен и профили seccomp, доступны в Docker, но не включены по умолчанию и часто требуют дополнительной настройки.

Настройки Podman по умолчанию включают запуск контейнеров без root привилегий в изолированных пользовательских пространствах имен, что ограничивает последствия потенциального выхода из контейнера. В противоположность этому, настройки Docker по умолчанию запускают процессы контейнера от имени пользователя root, что представляет более высокий риск в случае выхода из контейнера.

Кроме того, контейнеры Podman, привязанные к сеансам пользователей, позволяют системам аудита отслеживать вредоносную активность до конкретных пользователей, в отличие от Docker, где отслеживание до пользователя затруднено из-за системного демона.

Podman и Docker используют возможности ядра Linux и профили seccomp для контроля разрешений процессов. По умолчанию Podman запускает контейнеры с более узким набором из 11 возможностей по сравнению с более рискованной настройкой Docker по умолчанию из 14 возможностей.

Хотя Docker тоже можно настроить для обеспечения максимальной безопасности, Podman обычно требует меньше усилий для достижения безопасной конфигурации.

Docker – самодостаточный инструмент: сам создает образы контейнеров. Podman специализируется на управлении контейнерами, а для создания образов использует уже упомянутый инструмент Buildah.

Docker Swarm позволяет создавать кластеры из нескольких хостов для развертывания и управления контейнеризированными приложениями. Swarm использует файлы Docker Compose для определения и развертывания многоконтейнерных приложений в кластере. Изначально Podman не работал с Docker Swarm, однако недавно в него добавили поддержку Docker Compose, что позволило преодолеть это ограничение и сделало его совместимым со Swarm.

Пожалуй, именно в этом заключается основное различие между двумя инструментами: Docker — это монолитная, мощная и независимая технология (со всеми сопутствующими преимуществами и недостатками), которая выполняет все задачи контейнеризации на протяжении всего цикла. Podman использует модульный подход, полагаясь на специализированные инструменты для конкретных задач.

Архитектура Podman дает ему небольшое преимущество в плане использования ресурсов: поскольку Podman не требует центрального демона, контейнеры Podman могут запускаться и останавливаться быстрее по сравнению с Docker. В тестах производительности, проведенных Red Hat, Podman демонстрировал более низкое потребление ЦП и оперативной памяти по сравнению с Docker для эквивалентных рабочих нагрузок. Время запуска также зависит от набора зависимостей в конкретном образе — некоторые контейнеры Podman запускает на 50% быстрее, чем Docker.

Red Hat Performance Benchmarks

Docker и Podman демонстрируют сопоставимую сетевую производительность при работе с контейнерами. Тем не менее, в некоторых случаях Podman может иметь небольшое преимущество из-за более легковесной архитектуры.

В тестах ввода-вывода, проведенных Red Hat, Podman показал лучшие результаты по скорости чтения и записи файлов внутри контейнеров по сравнению с Docker.

Следует отметить, что различия в производительности между Podman и Docker могут варьироваться в зависимости от конкретного сценария использования, конфигурации системы и рабочей нагрузки. Однако, в целом, Podman демонстрирует небольшое преимущество в производительности благодаря своей архитектуре и более эффективному использованию системных ресурсов.

Развитая экосистема и сильная поддержка сообщества — критически важные факторы при выборе главного инструмента развертывания и масштабирования. Вот что могут предложить экосистемы Docker и Podman.

Экосистема Docker опережает Podman по масштабу и зрелости:

• Docker Hub служит стандартом для предварительно собранных образов контейнеров. В нем огромное количество репозиториев с миллионами образов для различных приложений, библиотек и фреймворков. Эта обширная библиотека позволяет разработчикам использовать существующие образы, экономя время и усилия.
• Официальные репозитории. Помимо Docker Hub, существует множество официальных репозиториев, ориентированных на конкретных поставщиков и дистрибутивы, предлагающих дополнительные образы.
• Сторонние инструменты. Docker имеет процветающую экосистему сторонних инструментов, таких как Docker Compose, которые бесшовно интегрируются с платформой. Эти инструменты охватывают все аспекты разработки и развертывания — CI/CD, сканирование безопасности контейнеров и управление реестрами.

Количество легкодоступных предварительно собранных образов для Podman в настоящее время меньше по сравнению с Docker Hub. Но, хотя экосистема Podman далеко не такая обширная, как у Docker, она постепенно развивается:

• Увеличивается количество сторонних инструментов. Появился ряд суперполезных решений, например Podman Desktop и Podman Compose для управления многоконтейнерными приложениями.
• Появляются официальные репозитории. Аналогично Docker, существуют официальные репозитории для конкретных дистрибутивов, предлагающие совместимые с Podman образы.
• Есть возможность использовать Docker образы. Благодаря поддержке стандарта OCI, Podman может использовать большинство образов, изначально созданных для Docker. Однако стоит отметить, что некоторые образы Docker могут использовать функции, специфичные для Docker, которые не поддерживаются в Podman. В таких случаях может потребоваться небольшая корректировка образа.

Преимущество Docker в экосистеме и поддержке сообщества пока что значительно, и этот факт ощутимо влияет на принятие решения о выборе инструмента, но у Podman есть отличные шансы догнать лидера.

В большинстве случаев Podman может успешно заменить Docker: он предоставляет схожую среду для запуска контейнеров и инструменты, похожие на функции Docker, а в некоторых случаях может предложить дополнительные преимущества — улучшенную безопасность, более высокую производительность и гибкость.

Podman в отличие от Docker не требует отдельного демона для запуска контейнеров, что делает его более легким и безопасным. Также у него лучше реализована поддержка запуска контейнеров пользователями без прав root, что повышает уровень безопасности. Кроме того, Podman может запускать поды Kubernetes напрямую, без использования дополнительного инструмента вроде Docker Compose.

Docker станет идеальным выбором в ситуациях, когда необходимо учитывать эти аспекты:

• Устоявшиеся рабочие процессы. Если команда полагается на конкретные инструменты и сервисы, которые бесшовно интегрируются с Docker, он станет наиболее безопасным выбором: обширная экосистема Docker и зрелые инструменты минимизируют неожиданные сюрпризы и обеспечивают плавный опыт разработки.
• Широкий выбор предварительно собранных образов. Если проект нуждается в легкодоступных предварительно собранных образах из Docker Hub, Docker безусловно лидирует. Его огромная библиотека позволяет вам использовать существующие, хорошо протестированные образы, ускоряя разработку и развертывание.
• Сложные развертывания. Для развертываний, включающих множество взаимодействующих контейнеров, отлично подходит Docker Swarm. Эта платформа позволяет управлять и масштабировать такие сложные развертывания на кластере машин.

В этих сценариях Docker предлагает весомые преимущества и обеспечивает более плавный опыт разработки и развертывания, позволяя использовать хорошо зарекомендовавшие себя рабочие процессы и инструменты.

Podman оптимален для этих сценариев:

• Акцент на безопасность. Для сред с повышенными требованиями к безопасности возможность Podman запускать контейнеры от имени непривилегированных пользователей делает его предпочтительным вариантом. Этот ориентированный на безопасность подход снижает площадь атаки и укрепляет общий уровень безопасности системы.
• Умеренные требования к ресурсам. Если эффективность использования ресурсов имеет первостепенное значение, рационализированный дизайн Podman делает его привлекательным выбором: благодаря своей архитектуре он использует меньше ресурсов и лучше подходит для сред с соответствующими ограничениями.
• Интеграция с systemd. Для сред, основанных на systemd, Podman предлагает значительное преимущество благодаря бесшовной интеграции. Это упрощает задачи управления контейнерами.
• Бесшовная интеграция с Kubernetes. Podman заимствовал некоторые ключевые концепции из Kubernetes (поды и пространства имен). Благодаря этому Podman может более естественным образом интегрироваться с Kubernetes. Например, можно запускать поды напрямую на узлах Kubernetes, не используя сам Kubernetes для оркестрации.

Выбор между Docker и Podman зависит от ваших конкретных требований и предпочтений. Docker предлагает надежную платформу с богатой экосистемой и широким распространением, что делает его отличным выбором для многих проектов. С другой стороны, Podman представляет собой легковесную альтернативу без демона, которая может быть более подходящей для определенных сценариев использования, особенно в средах Kubernetes.