虚拟化与容器。

Posted 2021-05-02 哈工程云计算虚拟化项目

此文能够说明一些问题，但并不是很权威。

要明确的一点是，容器不是虚拟机。

使用虚拟机运行多个相互隔离的平台：

从下到上理解:

• 基础设施(Infrastructure)。它可以是你的个人电脑，数据中心的服务器，或者是云主机。

• 虚拟机管理系统(Hypervisor)。利用Hypervisor，可以在主操作系统之上运行多个不同的从操作系统。类型1的裸金属架构有支持MacOS的HyperKit，支持Windows的Hyper-V、Xen、KVM以及vsphere。类型2的寄居架构有Citrix VirtualBox和VMWare workstation。

• 客户机操作系统(Guest Operating System)。假设你需要运行3个相互隔离的应用，则需要使用Hypervisor启动3个客户机操作系统，也就是3个虚拟机。这些虚拟机都非常大，也许有700MB，这就意味着它们将占用2.1GB的磁盘空间。更糟糕的是，它们还会消耗很多CPU和内存。

• 各种依赖。每一个客户机操作系统都需要安装许多依赖。如果你的应用需要连接PostgreSQL的话，则需要安装libpq-dev；如果你使用Ruby的话，应该需要安装gems；如果使用其他编程语言，比如Python或者Node.js，都会需要安装对应的依赖库。

• 应用。安装依赖之后，就可以在各个客户机操作系统分别运行应用了，这样各个应用就是相互隔离的。

  
  

使用docker容器运行多个相互隔离的应用：

不难发现，相比于虚拟机，Docker要简洁很多。因为我们不需要运行一个臃肿的客户机操作系统了。

从下到上理解:

• 基础设施(Infrastructure)。

• 主操作系统(Host Operating System)。所有主流的Linux发行版都可以运行Docker。对于MacOS和Windows，也有一些办法”运行”Docker。

• Docker守护进程(Docker Daemon)。Docker守护进程取代了Hypervisor，它是运行在操作系统之上的后台进程，负责管理Docker容器。

• 各种依赖。对于Docker，应用的所有依赖都打包在Docker镜像中，Docker容器是基于Docker镜像创建的。

• 应用。应用的源代码与它的依赖都打包在Docker镜像中，不同的应用需要不同的Docker镜像。不同的应用运行在不同的Docker容器中，它们是相互隔离的。

  
  

对比虚拟机和Docker容器：

Docker守护进程可以直接与主操作系统进行通信，为各个docker容器分配资源。虚拟机启动需要数分钟，而docker容器只需数毫秒即可完成创建和启动，由于没有臃肿的操作系统，容器可以节省大量的磁盘空间以及其他系统资源。

相比于虚拟机，容器拥有更高的资源使用效率，因为它并不需要为每个应用分配单独的操作系统——实例规模更小、创建和迁移速度也更快。这意味相比于虚拟机，单个操作系统能够承载更多的容器。

云提供商十分热衷于容器技术，因为在相同的硬件设备当中，可以部署数量更多的容器实例。此外，容器易于迁移，但是只能被迁移到具有兼容操作系统内核的其他服务器当中，这样就会给迁移选择带来限制。

       虚拟机与容器有各自不同的应用场景：

      虚拟机更擅长彻底隔离整个运行环境，而容器的实现是共享内核，通常用于隔离不同的应用。

服务器好比运输码头：拥有场地和各种设备（服务器硬件资源）

服务器虚拟化好比作码头上的仓库：拥有独立的空间堆放各种货物或集装箱

(仓库之间完全独立，独立的应用系统和操作系统）

Docker比作集装箱：各种货物的打包

(将各种应用程序和他们所依赖的运行环境打包成标准的容器,容器之间隔离)

Docker有着小巧、迁移部署快速、运行高效等特点，但隔离性比服务器虚拟化差：不同的集装箱属于不同的运单（Docker上运行不同的应用实例），相互独立（隔离）。但由同一个库管人员管理（主机操作系统内核），因此通过库管人员可以看到所有集装箱的相关信息（因为共享操作系统内核，因此相关信息会共享）。

服务器虚拟化就好比在码头上（物理主机及虚拟化层），建立了多个独立的“小码头”—仓库（虚拟机）。其拥有完全独立（隔离）的空间，属于不同的客户（虚拟机所有者）。每个仓库有各自的库管人员（当前虚拟机的操作系统内核），无法管理其它仓库。不存在信息共享的情况。

因此，需要根据不同的应用场景和需求采用不同的方式使用Docker技术或使用服务器虚拟化技术。例如一个典型的Docker应用场景是当主机上的Docker实例属于单一用户的情况下，在保证安全的同时可以充分发挥Docker的技术优势。对于隔离要求较高的环境如混合用户环境，就可以使用服务器虚拟化技术。

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