关于Docker技术说明以及虚拟机技术说明对比

Posted 2021-08-16 @Kerry~

Docker虚拟化容器技术

• Docker技术说明
• • 为什么会出现docker
  • 虚拟机 VS docker 对比
  • docker是什么
  • docker的理念
  • docker能做什么

Docker技术说明

为什么会出现docker

例如我们开发一个App，项目初期是在本地搭建运行环境，当项目完成了，我们需要把代码、war等包提交给运维或者测试，那测试那边需要部署一套环境进行测试、运维那边也是需要部署一套环境进行上线，这时候往往就会出现一种情况：“在我本地运行是没有问题，在你这里就出现了问题”又或者“线下是没有问题，线上不行”，这样会导致程序一上线就崩溃，这个时候，大家就会想到了虚拟机（VMware），我们把虚拟机中的镜像文件或者整个虚拟机打包就可以了，但是想想一个虚拟机少有几个G，如果每个项目都虚拟机式部署，那么需要多大的内存，docker就是在这种背景下应运而生，Docker是一种容器技术，主要是为了解决运行环境以及配置问题的软件容器，方便做持续集成并有助于整体发布的容器虚拟化技术，实现资源和系统环境的隔离。
单个项目：解决运行环境以及配置一致问题。
多个项目：需要系统环境隔离，资源隔离问题。

科普一下虚拟机：云计算底层的基石就是虚拟机技术。云计算厂商购买回来一堆硬件搭建好数据中心后，使用虚拟机技术就可以将硬件资源进行切分，相当于把它们切割成为一个个文件夹，进行出售给用户使用。

虚拟机 VS docker 对比

虚拟机和 docker 最终都是实现资源和系统环境的隔离。但是大家实现的方式不一样。
先说一下关于 Host OS 、 Hypervisor 、Guest OS等概念。
Host OS是服务器虚拟化中的一个概念，有一种虚拟化技术是在物理机器上安装操作系统，然后在这个操作系统上安装Hypervisor（虚拟化CPU、内存、IO设备、硬件一套操作系统）虚拟化软件，这样就可以在物理机上虚拟化出若干分区，可以分别安装不同的操作系统。那么在这个物理机器上安装的操作系统就叫做Host OS，对应的安装在虚拟分区上的操作系统叫做Guest OS。

Guest OS：VM（虚拟机）里的的系统（OS）;
Host OS：物理机里的系统（OS）；

简单理解：
Hypervisor 帮你模拟虚拟环境的并且管理虚拟机，Guest OS理解为 Centos 系统。

虚拟机利用独立的Guest OS 操作系统，实现资源和环境隔离。
Docker没有独立的 Guest OS和 Hypervisor ，利用宿主机的内核，不需要和虚拟机一样重新加载操作系统内核。

（简单的理解：就是docker 共用一套的操作系统内核，虚拟机就是每一次都需要重新加载一套新的）

虚拟机的缺点

1. 笨重，占内存，光是安装一个操作系统（OS）就几个G了 ；
2. 启动速度慢，虚拟机启动分钟级别；
3. 增加无关紧要的硬件 Hypervisor层 Hypervisor虚拟的整套软件、硬件、cpu等；
4. 独立的 Guest OS ，实现环境隔离，增加了cpu、内存、资源消耗；
5. 简单说明一下Guest OS是操作系统，Hypervisor是物理机器硬件资源管理器（管理虚拟机）
6. 下面是虚拟机的架构图 和 docker架构图对比
   
   
   

docker和虚拟机对比：

区别	Docker	虚拟机VM
操作系统	与宿主机共用OS	独立的虚拟机OS
存储大小	镜像小	镜像庞大
启动效率	秒级	分钟级别
硬件	不需要加载	需要加载
运行性能	性能消耗小	操作系统较大，消耗了内存和cpu
快	不需要Guest OS和 Hypervisor	需要Guest OS和 Hypervisor

通过docker和虚拟机实现原理的比较，我们大致可以得出一些结论：

（ 1）docker有着比虚拟机更少的抽象层。由于docker不需要Hypervisor实现硬件资源虚拟化，运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有优势。
（2）docker利用的是宿主机的内核，而不需要Guest OS。因此，当新建一个容器时，docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。我们知道，引导、加载操作系统内核是一个比较费时费资源的过程，当新建一个虚拟机时，虚拟机软件需要加载Guest OS，这个新建过程是分钟级别的。而docker由于直接利用宿主机的操作系统，则省略了这个过程，因此新建一个docker容器只需要几秒钟。另外，现代操作系统是复杂的系统，在一台物理机上新增加一个操作系统的资源开销是比较大的，因此，docker对比虚拟机在资源消耗上也占有比较大的优势。
（3）docker容器没有自己的内核，使用的宿主机内核，而且没有进行硬件虚拟，因此容器比传统虚拟机更为轻便。
（4）容器之间隔离、容器之间的进程不会相互影响。

docker是什么

docker是一个用Go语言实现的开源项目，可以让我们方便的创建和使用容器，docker将程序以及程序所有的依赖都打包到docker container，这样你的程序可以在任何环境都会有一致的表现，这里程序运行的依赖也就是容器就好比集装箱，容器所处的操作系统环境就好比货船或港口，程序的表现只和集装箱有关系(容器)，和集装箱放在哪个货船或者哪个港口(操作系统)没有关系。
因此我们可以看到docker可以屏蔽环境差异，也就是说，只要你的程序打包到了docker中，那么无论运行在什么环境下程序的行为都是一致的，程序员再也无法施展表演才华了，不会再有“在我的环境上可以运行”，真正实现“build once, run everywhere”。
此外docker的另一个好处就是快速部署，这是当前互联网公司最常见的一个应用场景，一个原因在于容器启动速度非常快，另一个原因在于只要确保一个容器中的程序正确运行，那么你就能确信无论在生产环境部署多少都能正确运行。

docker的理念

解决环境差异、一处打包、处处运行，解决跨平台运行环境问题。

docker能做什么

Linux Container 虚拟化容器技术，不是模拟一个完整的操作系统，相当于在以前的虚拟机系统做一个减法，只需要内核部分。可以理解为docker 就是一个精细版、精简版、小型的Linux系统，只需要内核部分。
（1）弹性容量，大规模调度。
（2）高效运行
（3）持续化集成。