En este artículo exploraremos qué son los entornos virtuales y los contenedores, cómo funcionan, sus diferencias y en qué situaciones conviene usar cada uno.

En el desarrollo de software, aislar entornos es una práctica fundamental para garantizar que las aplicaciones funcionen de manera consistente independientemente de dónde se ejecuten. Dos de las herramientas más comunes para lograr este aislamiento son los entornos virtuales y los contenedores. Aunque a veces se utilizan de manera intercambiable, tienen diferencias técnicas clave y se usan en contextos distintos.

¿Qué es un entorno virtual?

Un entorno virtual es una herramienta que permite crear un espacio aislado dentro del sistema operativo para instalar dependencias específicas de un proyecto, sin afectar el resto del sistema ni otros proyectos.

En el caso de Python, herramientas como venv, virtualenv o Conda permiten crear entornos donde cada proyecto puede tener su propia versión de Python e instalar librerías. Cada entorno virtual contiene su propio ejecutable de Python y su propio directorio de paquetes. Esto permite mantener en un mismo sistema diferentes proyectos, cada uno con sus propias versiones de Python y de librerías.

Los entornos virtuales están diseñados para un lenguaje de programación específico, por lo que solo será capaz de aislar los componentes de la aplicación relacionados con ese lenguaje. Esto significa que partes de la aplicación desarrolladas en otro lenguaje, servicios de mail o base de datos dependerán del sistema operativo que lo contiene.

Estos entornos son sencillos de crear y activar y generalmente no requieren configuraciones adicionales, lo que los convierte en una herramienta muy útil durante la fase de desarrollo de la aplicación.

¿Qué es un contenedor?

Un contenedor es un paquete de software que empaqueta el código de una aplicación junto con todo lo que necesita para ejecutarse correctamente. Esto puede incluir bibliotecas, dependencias y configuración. El entorno de ejecución queda por lo tanto completamente aislado del sistema operativo que lo contiene, garantizando un nivel alto de portabilidad. Docker es la herramienta de contenedores más utilizada permitiendo crear, ejecutar y desplegar estos contenedores en un sistema.

Estos contenedores son independientes del lenguaje y pueden utilizarse para aislar cualquier tipo de componentes incluyendo servicios. Cada componente de una aplicación (frontend, backend, base de datos, servicio de mail, etc) tendrán su propio contenedor con su configuración específica, lo que facilita las pruebas y el despliegue. Si se trabaja en una modalidad de integración continua o despliegue continuo, los contenedores permiten garantizar el correcto funcionamiento de todas las partes del software independientemente del sistema donde se encuentren.

A diferencia de un entorno virtual un contenedor debe ser construido y configurado para permitir la ejecución del componente necesario y la posible comunicación con otros contenedores

Diferencias técnicas clave

	Entorno virtual	Contenedor
Aislamiento	Lenguaje de programación y sus dependencias	Entorno completo
Portabilidad	Baja	Muy alta
Lenguaje	Generalmente un lenguaje	Múltiples
Aislamiento de servicios	No	Si
Configuración del sistema	No	Si
Creación y ejecución	Sencillo	Requiere construcción y configuración
Uso típico	Desarrollo local	Despliegue, CI/CD, micro-servicios

¿Cuándo usar un entorno virtual?

Los entornos virtuales pueden utilizarse cuando el entorno base en que será ejecutada la aplicación está bajo tu control. Un ejemplo de esto es una aplicación local que solamente será ejecutada en tu computadora personal pero que no tendrá que funcionar en otros sistemas con configuraciones o características suficientes.

Para agilizar la primera parte del desarrollo si este se hace de forma local. Un entorno virtual se puede crear de manera muy rápida y permite comenzar con la escritura de código sin requerir configuraciones extra. El entorno virtual debe estar creado para el lenguaje de programación del proyecto.

¿Cuándo usar contenedores?

El mayor grado de aislamiento de los contenedores los hacen ideales cuando la aplicación debe ejecutarse en diferentes sistemas con entornos variados donde se puedan ejecutar otras aplicaciones con diferentes requerimientos. La configuración de los contenedores garantizará que el entorno donde se ejecute la aplicación sea exactamente el mismo independientemente del sistema donde se encuentre.

Si la aplicación utiliza diferentes tecnologías o servicios cómo diferentes lenguajes, bases de datos, etc los contenedores permiten crear el entorno de ejecución necesario para cada una de ellas permitiendo garantizar el funcionamiento total de la aplicación. Esto también facilita el desarrollo, las pruebas y el despliegue de cada componente de forma independiente.

Finalmente, cuando se trabaja en una modalidad de integración continua, despliegue continuo o microservicios los contenedores permiten que cada parte del software sea probada, empaquetada y desplegada en un entorno que será idéntico al de producción.

¿Y las máquinas virtuales?

Las máquinas virtuales (VMs) ofrecen un nivel de aislamiento mayor que los contenedores, ya que cada VM ejecuta su propio sistema operativo completo. En comparación con los contenedores los entornos virtuales consumen muchos más recursos por lo que su uso se da en casos específicos.

Las máquinas virtuales son utilizadas en entornos muy aislados, generalmente por requerimientos de seguridad como bancos o instituciones que prefieren un aislamiento a nivel de sistema operativo. Otro caso común es cuando la infraestructura de una aplicación se hereda de un sistema antiguo que solo funciona en versiones específicas de un sistema operativo.

Finalmente es necesario utilizar máquinas virtuales cuando se requiere una virtualización completa del sistema ya que la aplicación utiliza drivers del sistema operativo, servicios de red simulados o accesos de bajo nivel.

Conclusión

Tanto los entornos virtuales como los contenedores son herramientas poderosas para el desarrollo. Elegir entre uno u otro depende de las necesidades específicas y el estado del proyecto. Aunque los entornos virtuales permiten aislar dependencias de un lenguaje de programación los contenedores permiten aislar el entorno completo de una aplicación incluyendo sus servicios facilitando su despliegue con un coste de recursos menor al de una máquina virtual.