1. Introducción a la virtualización y contenedores

El problema del desarrollo tradicional: "Funciona en mi máquina"

Todo desarrollador ha vivido esta situación: una aplicación funciona perfectamente en su entorno local, pero al desplegarla en un servidor de pruebas o producción, falla de maneras inesperadas. Este problema, conocido como "funciona en mi máquina", suele originarse por diferencias sutiles entre entornos:

• Dependencias: Versiones distintas de librerías, del lenguaje de programación (ej. Python 3.8 vs 3.9) o de herramientas del sistema.
• Configuración: Variables de entorno que no se establecieron, rutas de archivos que no existen o permisos incorrectos.
• Sistema Operativo: Diferencias entre el SO del desarrollador (ej. Windows o macOS) y el del servidor (casi siempre Linux).

Estos inconvenientes generan retrasos, frustración y dificultan la colaboración en equipo. La solución histórica a este problema fue la virtualización.

Máquinas Virtuales (VMs) vs. Contenedores

Tanto las máquinas virtuales como los contenedores buscan aislar una aplicación y sus dependencias para que se ejecute de forma consistente en cualquier lugar. Sin embargo, lo hacen de maneras fundamentalmente distintas.

Máquinas Virtuales

Una VM emula un sistema informático completo, incluyendo el hardware. Sobre el sistema operativo anfitrión (host), se ejecuta un software llamado hipervisor (como VirtualBox, VMware o Hyper-V), que crea y gestiona una o más máquinas virtuales. Cada VM tiene su propio sistema operativo completo (invitado), con sus propios binarios, librerías y, finalmente, la aplicación.

• Ventaja: Aislamiento total. Lo que ocurre en una VM no afecta a otras ni al anfitrión.
• Desventaja: Son pesadas. Cada VM consume una cantidad significativa de recursos (CPU, RAM, disco) porque debe cargar un SO completo. Tardan minutos en arrancar.

Contenedores

Los contenedores, popularizados por Docker, adoptan un enfoque más ligero. En lugar de virtualizar el hardware, virtualizan el sistema operativo. Todos los contenedores se ejecutan sobre el mismo kernel del SO anfitrión. Un motor de contenedores (como Docker Engine) se encarga de aislar los procesos.

Un contenedor empaqueta únicamente la aplicación y sus dependencias (librerías y binarios). No incluye un sistema operativo invitado completo, lo que lo hace extremadamente ligero y rápido.

• Ventaja: Ligereza y rapidez. Los contenedores pesan megabytes en lugar de gigabytes y arrancan en segundos. Consumen muchos menos recursos.
• Desventaja: Aislamiento a nivel de proceso. Aunque es muy seguro, no es tan hermético como el de una VM. Todos los contenedores comparten el mismo kernel del anfitrión.

El Ecosistema Docker

Docker no es solo una herramienta, sino un completo ecosistema de productos que facilitan el ciclo de vida de las aplicaciones en contenedores:

• Docker Engine: El corazón de Docker. Es la aplicación cliente-servidor que construye, ejecuta y gestiona los contenedores.
• Docker CLI (Command Line Interface): La herramienta de línea de comandos que usamos para interactuar con el Docker Engine (ej. `docker run`, `docker build`).
• Docker Hub: Un registro público (y privado) de imágenes de contenedores. Es como un "GitHub para imágenes Docker", donde puedes encontrar imágenes oficiales para bases de datos, lenguajes, servidores web y más.
• Docker Desktop: Una aplicación para Windows y macOS que instala y configura todo lo necesario para usar Docker fácilmente, incluyendo el Docker Engine, la CLI y herramientas adicionales como Kubernetes y Docker Compose.