docker和虚拟化技术的区别

Posted 2020-09-10 沧海一粟，何以久远

Docker 提供了一个可以运行你的应用程序的封套(envelope)，或者说容器。它原本是 dotCloud 启动的一个业余项目，并在前些时候开源了。它吸引了大量的关注和讨论，导致 dotCloud 把它重命名到 Docker Inc。它最初是用 Go 语言编写的，它就相当于是加在 LXC（LinuX Containers，linux 容器）上的管道，允许开发者在更高层次的概念上工作。
    Docker 扩展了 Linux 容器（Linux Containers），或着说 LXC，通过一个高层次的 API 为进程单独提供了一个轻量级的虚拟环境。Docker 利用了 LXC， cgroups 和 Linux 自己的内核。和传统的虚拟机不同的是，一个 Docker 容器并不包含一个单独的操作系统，而是基于已有的基础设施中操作系统提供的功能来运行的。
    Docker类似虚拟机的概念，但是与虚拟化技术的不同点在于下面几点：
    1.虚拟化技术依赖物理CPU和内存，是硬件级别的；而docker构建在操作系统上，利用操作系统的containerization技术，所以docker甚至可以在虚拟机上运行。
    2.虚拟化系统一般都是指操作系统镜像，比较复杂，称为“系统”；而docker开源而且轻量，称为“容器”，单个容器适合部署少量应用，比如部署一个redis、一个memcached。
    3.传统的虚拟化技术使用快照来保存状态；而docker在保存状态上不仅更为轻便和低成本，而且引入了类似源代码管理机制，将容器的快照历史版本一一记录，切换成本很低。
    4.传统的虚拟化技术在构建系统的时候较为复杂，需要大量的人力；而docker可以通过Dockfile来构建整个容器，重启和构建速度很快。更重要的是Dockfile可以手动编写，这样应用程序开发人员可以通过发布Dockfile来指导系统环境和依赖，这样对于持续交付十分有利。
    5.Dockerfile可以基于已经构建好的容器镜像，创建新容器。Dockerfile可以通过社区分享和下载，有利于该技术的推广。
    Docker 会像一个可移植的容器引擎那样工作。它把应用程序及所有程序的依赖环境打包到一个虚拟容器中，这个虚拟容器可以运行在任何一种 Linux 服务器上。这大大地提高了程序运行的灵活性和可移植性，无论需不需要许可、是在公共云还是私密云、是不是裸机环境等等。
    Docker也是一个云计算平台，它利用Linux的LXC、AUFU、Go语言、cgroup实现了资源的独立，可以很轻松的实现文件、资源、网络等隔离，其最终的目标是实现类似PaaS平台的应用隔离。
    Docker 由下面这些组成：
    1. Docker 服务器守护程序（server daemon），用于管理所有的容器。
    2. Docker 命令行客户端，用于控制服务器守护程序。
    3. Docker 镜像：查找和浏览 docker 容器镜像。

2 docker特性

    文件系统隔离：每个进程容器运行在完全独立的根文件系统里。
    资源隔离：可以使用cgroup为每个进程容器分配不同的系统资源，例如CPU和内存。
    网络隔离：每个进程容器运行在自己的网络命名空间里，拥有自己的虚拟接口和IP地址。
    写时复制：采用写时复制方式创建根文件系统，这让部署变得极其快捷，并且节省内存和硬盘空间。
    日志记录：Docker将会收集和记录每个进程容器的标准流（stdout/stderr/stdin），用于实时检索或批量检索。
    变更管理：容器文件系统的变更可以提交到新的映像中，并可重复使用以创建更多的容器。无需使用模板或手动配置。
    交互式Shell：Docker可以分配一个虚拟终端并关联到任何容器的标准输入上，例如运行一个一次性交互shell。

3 两个基础概念images与container

    Container和Image 在Docker的世界里，Image是指一个只读的层（Layer），这里的层是AUFS里的概念，最直观的方式就是看一下docker官方给出的图：

    Docker使用了一种叫AUFS的文件系统，这种文件系统可以让你一层一层地叠加修改你的文件，最底下的文件系统是只读的，如果需要修改文件，AUFS会增加一个可写的层（Layer），这样有很多好处，例如不同的Container可以共享底层的只读文件系统（同一个Kernel），使得你可以跑N多个Container而不至于你的硬盘被挤爆了！这个只读的层就是Image！而如你所看到的，一个可写的层就是Container。
    那Image和Container的区别是什么？很简单，他们的区别仅仅是一个是只读的层，一个是可写的层，你可以使用docker commit 命令，将你的Container变成一个Image，也就是提交你所运行的Container的修改内容，变成一个新的只读的Image，这非常类似于git commit命令。