Docker容器与虚拟机区别

Posted 2023-03-13

参考技术A 我们传统的虚拟机需要模拟整台机器包括硬件，每台虚拟机都需要有自己的操作系统，虚拟机一旦被开启，预分配给他的资源将全部被占用，每一个虚拟机包括应用，必要的二进制和库，以及一个完整的用户操作系统。

容器技术是和我们的宿主机共享硬件资源及操作系统可以实现资源的动态分配。
容器包含应用和其所有的依赖包，但是与其他容器共享内核。容器在宿主机操作系统中，在用户空间以分离的进程运行。

虚拟机和容器都是在硬件和操作系统以上的，虚拟机有 Hypervisor 层，Hypervisor 是整个虚拟机的核心所在。它为虚拟机提供了虚拟的运行平台，管理虚拟机的操作系统运行。每个虚拟机都有自己的系统和系统库以及应用。

容器没有 Hypervisor 这一层，并且每个容器是和宿主机共享硬件资源及操作系统，那么由 Hypervisor 带来性能的损耗，在 linux 容器这边是不存在的。

但是虚拟机技术也有其优势，能为应用提供一个更加隔离的环境，不会因为应用程序的漏洞给宿主机造成任何威胁。同时还支持跨操作系统的虚拟化，例如你可以在 linux 操作系统下运行 windows 虚拟机。

从虚拟化层面来看，传统虚拟化技术是对硬件资源的虚拟，容器技术则是对进程的虚拟，从而可提供更轻量级的虚拟化，实现进程和资源的隔离。

从架构来看，Docker 比虚拟化少了两层，取消了 hypervisor 层和 GuestOS 层，使用 Docker Engine 进行调度和隔离，所有应用共用主机操作系统，因此在体量上，Docker 较虚拟机更轻量级，在性能上优于虚拟化，接近裸机性能。

从应用场景来看，Docker 和虚拟化则有各自擅长的领域，在软件开发、测试场景和生产运维场景中各有优劣

docker 启动快速属于秒级别。虚拟机通常需要几分钟去启动。
docker 需要的资源更少，docker 在操作系统级别进行虚拟化，docker 容器和内核交互，几乎没有性能损耗，性能优于通过 Hypervisor 层与内核层的虚拟化。
docker 更轻量，docker 的架构可以共用一个内核与共享应用程序库，所占内存极小。同样的硬件环境，Docker 运行的镜像数远多于虚拟机数量，对系统的利用率非常高。
与虚拟机相比，docker 隔离性更弱，docker 属于进程之间的隔离，虚拟机可实现系统级别隔离。
安全性： docker 的安全性也更弱。Docker 的租户 root 和宿主机 root 等同，一旦容器内的用户从普通用户权限提升为 root 权限，它就直接具备了宿主机的 root 权限，进而可进行无限制的操作。虚拟机租户 root 权限和宿主机的 root 虚拟机权限是分离的，并且虚拟机利用如 Intel 的 VT-d 和 VT-x 的 ring-1 硬件隔离技术，这种隔离技术可以防止虚拟机突破和彼此交互，而容器至今还没有任何形式的硬件隔离，这使得容器容易受到攻击。
可管理性：docker 的集中化管理工具还不算成熟。各种虚拟化技术都有成熟的管理工具，例如 VMware vCenter 提供完备的虚拟机管理能力。
高可用和可恢复性：docker 对业务的高可用支持是通过快速重新部署实现的。虚拟化具备负载均衡，高可用，容错，迁移和数据保护等经过生产实践检验的成熟保障机制，VMware 可承诺虚拟机 99.999% 高可用，保证业务连续性。
快速创建、删除：虚拟化创建是分钟级别的，Docker 容器创建是秒级别的，Docker 的快速迭代性，决定了无论是开发、测试、部署都可以节约大量时间。
交付、部署：虚拟机可以通过镜像实现环境交付的一致性，但镜像分发无法体系化；Docker 在 Dockerfile 中记录了容器构建过程，可在集群中实现快速分发和快速部署;