Docker sur Windows vs. Linux : Une comparaison exhaustive

Introduction

Dans le monde en constante évolution de la conteneurisation, Docker est apparu comme une technologie révolutionnaire, transformant la façon dont nous développons, déployons et mettons à l'échelle les applications. Alors que la popularité de Docker continue de croître, une question cruciale se pose pour les développeurs et les administrateurs système : Devriez-vous exécuter Docker sur Windows ou Linux ?

Ce guide complet plongera dans les nuances de Docker sur les deux plateformes, vous fournissant les connaissances nécessaires pour prendre une décision éclairée qui s'aligne sur les exigences de votre projet et les besoins de votre infrastructure. Que vous soyez un ingénieur DevOps chevronné ou que vous débutiez votre voyage dans la conteneurisation, cet article vous équipera d'informations précieuses pour optimiser vos déploiements Docker sur les serveurs TildaVPS.

Comprendre l'architecture de Docker sur Windows et Linux

Avant de plonger dans la comparaison, il est essentiel de comprendre comment l'architecture de Docker diffère sur les plateformes Windows et Linux. Cette connaissance fondamentale vous aidera à saisir les avantages et les limitations inhérents à chaque système.

Docker sur Linux

Sur Linux, Docker est dans son environnement natif. Le moteur Docker s'exécute directement sur le système d'exploitation hôte, exploitant les fonctionnalités du noyau Linux telles que les espaces de noms et les cgroups pour fournir l'isolation et la gestion des ressources pour les conteneurs.

Composants clés :

• Démon Docker (dockerd)
• containerd
• runc

Docker sur Windows

L'architecture de Docker sur Windows a considérablement évolué depuis son introduction. Initialement, elle nécessitait une VM Linux pour exécuter Docker, mais maintenant elle prend en charge les conteneurs Windows natifs.

Deux types de conteneurs sur Windows :

1. Conteneurs Windows
2. Conteneurs isolés Hyper-V

Point clé : Linux fournit un environnement plus natif pour Docker, tandis que Windows a fait des progrès significatifs dans le support natif de la conteneurisation.

Feature	Linux	Windows (with WSL 2)	Windows (without WSL 2 - Legacy)
Container Runtime	containerd (or other compatible runtimes like CRI-O) directly interacting with the kernel	containerd managing a WSL 2 VM which runs a Linux kernel and containers	Docker Engine running a Hyper-V VM (for Linux containers via LCOW) or directly managing Windows containers
Kernel Interaction	Direct interaction with the Linux kernel using namespaces, cgroups, etc.	Linux containers interact with the Linux kernel within the WSL 2 VM. Windows containers interact with the Windows kernel.	Linux containers run in a Hyper-V VM with a Linux kernel. Windows containers interact directly with the Windows kernel.
Virtualization	No virtualization layer for Linux containers	WSL 2 uses a lightweight VM for Linux containers. Windows containers can use process isolation or Hyper-V isolation.	Hyper-V VM for Linux containers (LCOW). Process or Hyper-V isolation for Windows containers.
Performance	Best performance due to native kernel interaction	Good performance, close to native Linux due to WSL 2 architecture. Windows containers can have good performance with process isolation but Hyper-V adds overhead.	Performance overhead due to virtualization for Linux containers. Windows container performance varies based on isolation mode.
Image Compatibility	Primarily Linux-based images	Primarily Linux-based images (run within WSL 2). Windows container images are also supported but have a smaller ecosystem.	Primarily Linux-based images (run within Hyper-V). Windows container images are also supported.
Operating System Integration	Deep integration with the Linux OS	Linux containers integrate well with WSL 2. Windows containers integrate with the Windows OS.	Linux containers have limited integration due to the VM. Windows containers integrate with the Windows OS.
Overall Architecture	Simpler and more direct	More complex than native Linux, but WSL 2 provides a good balance between compatibility and performance	More complex due to the various virtualization and isolation layers.

• Figure 1 : Comparaison de l'architecture Docker sur Linux et Windows*

Comprendre ces différences architecturales est crucial car elles ont un impact sur les performances, la compatibilité et les cas d'utilisation de Docker sur chaque plateforme. Dans les sections suivantes, nous explorerons comment ces différences se traduisent en considérations pratiques pour vos applications conteneurisées.

Comparaison des performances

Lorsqu'il s'agit d'exécuter des conteneurs Docker, les performances sont un facteur critique qui peut avoir un impact significatif sur l'efficacité de votre application et l'expérience utilisateur. Plongeons dans une comparaison détaillée des performances de Docker sur Windows et Linux.

Utilisation des ressources

Linux :

• Léger : Docker sur Linux a une surcharge minimale car il utilise des fonctionnalités natives du noyau.
• Utilisation efficace de la mémoire : Les ressources partagées du noyau conduisent à une meilleure utilisation de la mémoire.

Windows :

• Surcharge plus élevée : Les conteneurs Windows consomment généralement plus de ressources en raison de la couche d'abstraction supplémentaire.
• Amélioré avec les mises à jour récentes : Microsoft a réalisé des améliorations significatives pour réduire l'empreinte des ressources des conteneurs Windows.

Temps de démarrage

Linux :

• Temps de démarrage plus rapides : Les conteneurs Linux peuvent démarrer presque instantanément.
• Idéal pour les microservices : Les temps de démarrage rapides rendent les conteneurs Linux parfaits pour la mise à l'échelle dynamique.

Windows :

• Temps de démarrage plus lents : Les conteneurs Windows prennent généralement plus de temps à démarrer, en particulier pour les images plus volumineuses.
• En amélioration : Les versions récentes de Windows Server ont montré des améliorations dans les temps de démarrage des conteneurs.

Performances d'E/S

Linux :

• Performances d'E/S supérieures : Les systèmes de fichiers natifs de Linux sont optimisés pour les charges de travail conteneurisées.
• Efficace pour les applications à forte E/S : Les bases de données et les applications intensives en fichiers fonctionnent mieux sur Linux.

Windows :

• En rattrapage : Windows a fait des progrès dans l'amélioration des performances d'E/S pour les conteneurs.
• Limitations NTFS : Le système de fichiers NTFS peut être un goulot d'étranglement pour certaines charges de travail conteneurisées.

Benchmarks

Une étude de Datadog en 2021 a montré que les conteneurs Linux surpassaient les conteneurs Windows dans la plupart des scénarios :

Métrique	Linux	Windows
Temps de démarrage	1-2 secondes	5-10 secondes
Utilisation de la mémoire	Base + 10-20MB	Base + 100-200MB
Opérations d'E/S	100 000 IOPS	50 000-70 000 IOPS

Astuce rapide : Pour les applications critiques en termes de performances, en particulier celles avec des exigences élevées en E/S, les conteneurs Linux offrent généralement des performances supérieures.

Bien que ces benchmarks fournissent un aperçu général, il est important de noter que les performances peuvent varier en fonction des cas d'utilisation spécifiques, des configurations matérielles et des optimisations. Pour les utilisateurs de TildaVPS, nos offres VPS Linux optimisées sont conçues pour maximiser les performances de Docker, garantissant que vos applications conteneurisées fonctionnent avec une efficacité maximale.

Compatibilité et écosystème

La compatibilité de Docker avec diverses applications et la richesse de l'écosystème environnant sont des facteurs cruciaux lors du choix entre Windows et Linux pour vos déploiements Docker. Explorons comment ces plateformes se comparent en termes de compatibilité et d'outils disponibles.

Disponibilité des images de conteneurs

Linux :

• Vaste dépôt : La majorité des images Docker Hub sont basées sur Linux.
• Grande variété : Images disponibles pour presque toutes les applications et stacks imaginables.
• Support communautaire : Forte contribution de la communauté aux images de conteneurs Linux.

Windows :

• Sélection croissante : Microsoft a activement élargi l'écosystème des conteneurs Windows.
• Limité par rapport à Linux : Moins d'options disponibles, en particulier pour les applications open-source.
• Support officiel : Fort support pour les technologies Microsoft et les applications .NET.

Outils de développement et IDE

Linux :

• Riche écosystème CLI : Puissants outils en ligne de commande natifs de Linux.
• Support IDE : La plupart des principaux IDE offrent un excellent support pour le développement Docker basé sur Linux.
• Environnements de développement conteneurisés : Faciles à configurer et à utiliser.

Windows :

• Intégration Visual Studio : Intégration transparente de Docker avec Visual Studio et VS Code.
• Windows Subsystem for Linux (WSL) : Permet d'exécuter des conteneurs Linux sur Windows pour le développement.
• Support PowerShell : Cmdlets PowerShell natifs pour la gestion de Docker.

Orchestration et gestion

Linux :

• Natif Kubernetes : Kubernetes, la principale plateforme d'orchestration de conteneurs, s'exécute nativement sur Linux.
• Large gamme d'outils : Vaste sélection d'outils de surveillance, de journalisation et de gestion.
• Écosystème cloud-native : La plupart des outils cloud-native sont conçus en pensant aux conteneurs Linux.

Windows :

• Support Kubernetes : Windows Server prend maintenant en charge Kubernetes, mais avec certaines limitations.
• Intégration Azure : Forte intégration avec Azure Kubernetes Service (AKS) pour les conteneurs Windows.
• Outils de gestion : Écosystème croissant d'outils de gestion de conteneurs spécifiques à Windows.

Compatibilité avec les applications héritées

Linux :

• Adapté aux microservices : Idéal pour les architectures modernes basées sur les microservices.
• Limitations avec les applications spécifiques à Windows : Ne peut pas exécuter nativement les applications Windows uniquement.

Windows :

• Support .NET Framework : Peut conteneuriser les applications .NET Framework héritées.
• Applications spécifiques à Windows : Idéal pour les organisations avec un large portefeuille d'applications Windows.

Point clé : Linux offre un écosystème plus vaste et mature pour Docker, tandis que Windows fournit une meilleure intégration avec les technologies Microsoft et les applications Windows héritées.

Feature	Linux	Windows (with WSL 2)
Kernel Support	Native	WSL 2 (Linux kernel in VM)
Performance	Best	Good (close to native Linux with WSL 2)
Ecosystem	Largest	Growing, primarily Linux-based through WSL 2
Complexity	Simpler	More complex historically, simplified with WSL 2
Image Availability	Vast	Primarily Linux-based, growing Windows support
Tooling	Mature and extensive	Growing, leveraging Linux tools through WSL 2
Ideal Use Case	Server-side applications, cloud-native deployments	.NET development, Windows-specific applications, leveraging Linux ecosystem through WSL 2

Figure 2 : Comparaison des écosystèmes Docker sur Linux et Windows

Pour les utilisateurs de TildaVPS, nos solutions VPS basées sur Linux donnent accès à toute la gamme d'outils et d'images de l'écosystème Docker, assurant une flexibilité et une compatibilité maximales pour vos applications conteneurisées. Cependant, nous proposons également des options VPS Windows pour ceux qui ont des exigences spécifiques en matière de conteneurs Windows.

Considérations de sécurité

La sécurité est primordiale en matière de conteneurisation, et le choix entre Docker sur Windows et Linux peut avoir des implications significatives sur votre posture de sécurité globale. Examinons les aspects de sécurité des deux plateformes pour vous aider à prendre une décision éclairée.

Mécanismes d'isolation

Linux :

• Espaces de noms et cgroups : Fournissent une forte isolation entre les conteneurs et le système hôte.
• SELinux et AppArmor : Offrent des couches de sécurité supplémentaires grâce au contrôle d'accès obligatoire.
• Modules de sécurité matures : Fonctionnalités de sécurité de longue date qui ont été éprouvées dans des environnements de production.

Windows :

• Isolation Hyper-V : Fournit une isolation plus forte que les conteneurs au niveau du processus, mais avec un compromis sur les performances.
• Fonctionnalités de sécurité de Windows Server : Exploite les mécanismes de sécurité intégrés à Windows.
• Modèle de sécurité en évolution : Améliorations continues de la sécurité des conteneurs Windows, mais moins mature que Linux.

Gestion des vulnérabilités

Linux :

• Correction rapide : Les vulnérabilités de sécurité dans les conteneurs Linux sont généralement traitées rapidement.
• Bases de données de vulnérabilités étendues : Efforts importants de la communauté pour identifier et cataloguer les vulnérabilités.
• Outils de scan automatisés : Nombreux outils disponibles pour scanner les images de conteneurs Linux à la recherche de vulnérabilités.

Windows :

• Mises à jour de sécurité Microsoft : Mises à jour de sécurité régulières pour les conteneurs Windows via Windows Update.
• Écosystème de gestion des vulnérabilités en croissance : Nombre croissant d'outils pour scanner les conteneurs Windows.
• Patch Tuesday : Le cycle mensuel de mise à jour de sécurité peut entraîner des temps d'exposition aux vulnérabilités plus longs.

Risques d'escalade de privilèges

Linux :

• Privilèges root : Une gestion prudente est nécessaire pour empêcher l'évasion des conteneurs via l'accès root.
• Espaces de noms utilisateur : Peuvent mapper le root du conteneur à un utilisateur non privilégié de l'hôte pour une sécurité accrue.

Windows :

• Privilèges administrateur : Risques similaires au root Linux, mais avec des vecteurs d'attaque spécifiques à Windows.
• Comptes de service gérés par groupe (gMSA) : Fournit un moyen d'exécuter des conteneurs avec des privilèges spécifiques et limités.

Pare-feu et sécurité réseau

Linux :

• Intégration iptables : Intégration native avec les puissantes capacités de pare-feu Linux.
• Espaces de noms réseau : Fournissent une forte isolation réseau entre les conteneurs.

Windows :

• Intégration du pare-feu Windows : Exploite les fonctionnalités de sécurité réseau intégrées à Windows.
• Commutateur virtuel Hyper-V : Fournit une isolation réseau pour les conteneurs isolés Hyper-V.

Meilleures pratiques de sécurité

Quelle que soit la plateforme, considérez ces meilleures pratiques de sécurité :

1. Utilisez des images de base minimales pour réduire la surface d'attaque.
2. Implémentez les principes du moindre privilège pour les processus des conteneurs.
3. Mettez régulièrement à jour et corrigez à la fois le système hôte et les images des conteneurs.
4. Implémentez des contrôles d'accès et des mécanismes d'authentification forts.
5. Utilisez des outils de scan de sécurité pour identifier les vulnérabilités dans vos images.

Astuce rapide : Bien que les deux plateformes offrent des fonctionnalités de sécurité robustes, l'historique plus long de Linux avec la conteneurisation se traduit souvent par un écosystème de sécurité plus mature et complet.

Feature	Linux	Windows
Kernel Isolation	Namespaces, cgroups, Seccomp	Job Objects, Hyper-V (Windows Containers), WSL 2 (Linux Containers)
Mandatory Access Control	SELinux, AppArmor	Not readily available
System Call Filtering	Seccomp	gVisor (experimental)
Resource Control	cgroups	Job Objects
Image Security Scanning	Available	Available

Figure 3 : Comparaison des fonctionnalités de sécurité de Docker sur Linux vs. Windows

Chez TildaVPS, nous priorisons la sécurité de vos applications conteneurisées. Nos offres VPS Linux sont livrées avec des améliorations de sécurité préconfigurées optimisées pour les déploiements Docker, tandis que nos options VPS Windows incluent les dernières fonctionnalités de sécurité pour les conteneurs Windows.

Flux de travail de développement et de déploiement

Le choix entre Docker sur Windows et Linux peut avoir un impact significatif sur vos flux de travail de développement et de déploiement. Comprendre ces différences est crucial pour optimiser la productivité de votre équipe et assurer des opérations fluides du développement à la production.

Configuration de l'environnement de développement

Linux :

• Expérience Docker native : Les développeurs peuvent travailler directement avec Docker dans son environnement natif.
• Cohérence avec la production : Les environnements de développement reflètent étroitement les serveurs Linux de production.
• Léger : Des exigences de ressources inférieures permettent d'exécuter plusieurs conteneurs sur les machines de développement.

Windows :

• Intégration WSL 2 : Windows Subsystem for Linux 2 fournit une expérience Linux quasi native pour Docker.
• Intégration Visual Studio : Support Docker transparent dans Visual Studio et VS Code.
• Développement en mode dual : Possibilité de basculer entre les conteneurs Windows et Linux pour les tests.

Intégration et déploiement continus (CI/CD)

Linux :

• Support étendu des outils CI/CD : La plupart des plateformes CI/CD ont un excellent support pour les flux de travail Docker basés sur Linux.
• Temps de construction plus rapides : Généralement des constructions et des déploiements de conteneurs plus rapides en raison de leur nature légère.
• Compatibilité cloud-native : Meilleure intégration avec les outils et pratiques CI/CD cloud-native.

Windows :

• Intégration Azure DevOps : Fort support pour les conteneurs Windows dans les pipelines Azure DevOps.
• Support Jenkins : Support croissant pour les conteneurs Windows dans Jenkins et d'autres outils CI.
• Temps de construction plus longs : Les constructions de conteneurs Windows prennent généralement plus de temps en raison de la taille plus importante des images.

Parité local-production

Linux :

• Haute parité : Plus facile de maintenir la cohérence entre les environnements locaux, de staging et de production.
• Adapté aux microservices : Idéal pour développer et déployer des architectures de microservices.

Windows :

• Environnements mixtes : Peut être difficile de maintenir la parité si la production utilise des serveurs Linux.
• Avantage de l'écosystème .NET : Excellent pour les équipes travaillant principalement avec les technologies .NET.

Débogage et dépannage

Linux :

• Outils CLI riches : Puissants outils en ligne de commande pour déboguer et inspecter les conteneurs.
• Journalisation étendue : Capacités de journalisation avancées avec des outils comme syslog et journald.

Windows :

• Débogage Visual Studio : Expérience de débogage intégrée pour les conteneurs dans Visual Studio.
• PowerShell : Puissantes capacités de scripting pour gérer et dépanner les conteneurs.

Stratégies de déploiement

Linux :

• Natif Kubernetes : Intégration transparente avec Kubernetes pour l'orchestration et la mise à l'échelle.
• Support multi-cloud : Facilement déployable sur divers fournisseurs cloud et environnements on-premises.

Windows :

• Focus Azure : Forte intégration avec Azure Kubernetes Service et d'autres services cloud Microsoft.
• Déploiements hybrides : Adapté aux organisations avec des environnements mixtes Windows et Linux.

Point clé : Linux offre une expérience plus rationalisée et cohérente à travers les environnements de développement et de production, tandis que Windows fournit une forte intégration avec les outils de développement Microsoft et les services Azure.

Figure 5 : Comparaison des flux de travail de développement et de déploiement Docker sur Linux vs. Windows

Chez TildaVPS, nous comprenons l'importance d'un processus de développement et de déploiement fluide. Nos solutions VPS Linux sont optimisées pour les flux de travail Docker, fournissant un environnement cohérent du développement à la production. Pour les équipes travaillant avec des conteneurs Windows, nos offres VPS Windows assurent la compatibilité avec vos pratiques de développement centrées sur Microsoft.

Coût et licences

Lors de la considération de Docker sur Windows par rapport à Linux, les implications en termes de coût et de licences jouent un rôle crucial dans la prise de décision, en particulier pour les entreprises et les organisations. Décomposons les aspects financiers du choix entre ces deux plateformes pour vos déploiements Docker.

Licences du système d'exploitation

Linux :

• Options open-source : De nombreuses distributions Linux sont gratuites et open-source (par exemple, Ubuntu, CentOS).
• Options commerciales : Distributions d'entreprise payantes disponibles avec un support supplémentaire (par exemple, Red Hat Enterprise Linux).
• Pas de licence supplémentaire pour Docker : Docker Community Edition est gratuit à utiliser sur Linux.

Windows :

• Licence Windows Server : Nécessite une licence Windows Server valide, ce qui peut représenter un coût important.
• CALs supplémentaires : Peut nécessiter des licences d'accès client (CALs) selon le scénario de déploiement.
• Licence Docker Desktop : Gratuit pour les petites entreprises et l'usage personnel, mais nécessite un abonnement payant pour les grandes organisations.

Efficacité des ressources et coûts matériels

Linux :

• Exigences de ressources inférieures : Les conteneurs Linux ont généralement une empreinte plus petite, permettant plus de conteneurs par hôte.
• Utilisation efficace du matériel : Peut fonctionner efficacement sur du matériel moins puissant, réduisant potentiellement les coûts d'infrastructure.

Windows :

• Surcharge de ressources plus élevée : Les conteneurs Windows nécessitent généralement plus de ressources, augmentant potentiellement les coûts matériels.
• Exigences Hyper-V : Le mode d'isolation Hyper-V nécessite des ressources supplémentaires et du matériel compatible.

Coûts d'hébergement cloud

Linux :

• Large gamme de fournisseurs : De nombreux fournisseurs cloud offrent des tarifs compétitifs pour les services VPS et de conteneurs basés sur Linux.
• Coûts d'instance inférieurs : Les instances Linux sont souvent moins chères que les instances Windows équivalentes.

Windows :

• Coûts d'instance plus élevés : Les instances de serveur Windows coûtent généralement plus cher en raison des frais de licence.
• Avantages Azure : Microsoft offre des modèles de tarification et de licence compétitifs pour les conteneurs Windows sur Azure.

Support et maintenance

Linux :

• Support communautaire : Vastes ressources communautaires disponibles pour le dépannage et le support.
• Options de support commercial : Support payant disponible auprès de divers fournisseurs et consultants.

Windows :

• Support Microsoft : Canaux de support officiels via Microsoft, ce qui peut représenter un coût supplémentaire.
• Communauté plus petite : Support communautaire moins étendu par rapport à Linux.

Formation et expertise

Linux :

• Compétences abondantes : Large pool d'experts Linux et Docker sur le marché du travail.
• Courbe d'apprentissage : Courbe d'apprentissage plus raide pour les équipes centrées sur Windows passant à Linux.

Windows :

• Familier pour les équipes Windows : Adoption plus facile pour les organisations avec une expertise Windows existante.
• Compétences spécialisées : Moins d'experts en conteneurisation Windows, pouvant potentiellement conduire à des coûts de personnel plus élevés.