GIS+=地理信息+容器技术——容器技术概述

Posted 2020-09-26 gccbuaa

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宗旨：专注于"GIS+"前沿技术的研究与交流，将云计算技术、大数据技术、容器技术、物联网与GIS进行深度融合。探讨"GIS+"技术和行业解决方式

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题记

假如我们须要部署一个Webserver，我们须要做什么样的工作呢？

1、申请、扩展、购买硬件server资源；或者租用或购买VPS（公有云虚拟云主机）

2、安装操作系统（Windows或者Linux）

3、部署Webserver软件（Apache或者nginx)

4、部署支持Web所需的开发环境（php、Python等）以及数据库（mysql）

5、有些还须要在某些框架开发（Python的Django)

6、部署代码到Webserver软件的指定文件夹

7、配置公网IP地址

当然，走到这一步我们会感觉，看上去是比較麻烦。只是现实中我们有成熟的技术来解决这些问题啊，比如虚拟化镜像，可是我们仍然会有非常多问题须要解决。比如：

• 1、同样软件环境的多个server安装（比如我们为了负载均衡）
• 2、不同软件环境server的安装（比如我们的Python环境，有的须要2.7。但有的需求3.4）
• 3、不同硬件环境的同样软件环境的安装（比如酷睿1的CPU不能满足需求。升级到酷睿5却没有同样的OS和软件环境）

这些都是我们所面临的问题，而虚拟化镜像就不能解决全部问题，他能够非常好的解决1和3。可是并不能同一时候解决2的问题。那么我们就能够通过容器技术来解决全部的问题。

容器技术

容器技术就是一种系统主要的虚拟化（System-level virtualization)，它同意在同一个硬件环境和内核环境下。同意多个独立的用户空间实例的同意，多个User Space共享操作系统的Kernal。而我们所说的User Space事实上就是一个个的容器。

常见的SLV的解决方式包含：LXC、OpenVZ、Docker、Lmctfy。其它三个我们都有所耳闻，关于Lmctfy事实上是Google开源的容器虚拟化的实现，据说Google公司内部每周都会创建或者销毁近20亿个容器。

容器的核心技术

1、Cgroups限制容器的资源使用

事实上Linux内核本身就提供限制、记录和隔离进程组所使用的资源。通过不同的子系统（blkio、CPU等）记录对不同资源使用的控制和记录。

[email protected]:/sys/fs/cgroup/cpu# ls
cgroup.clone_children  cpu.cfs_period_us  cpu.stat           tasks
cgroup.procs           cpu.cfs_quota_us   notify_on_release  user
cgroup.sane_behavior   cpu.shares         release_agent
[email protected]:/sys/fs/cgroup/cpu# cat cpu.stat
nr_periods 0
nr_throttled 0
throttled_time 0

2、NameSpace机制，实现容器间的隔离

因为我们能够在同一个OS上面。实现N个容器的同步执行，所以我们一般通过NameSpace机制来实现容器间的隔离。包含下面相关參数：

?pid。容器有自己独立的进程表和1号进程

?net，容器有独立的networkinfo

?ipc。在ipc通信时，须要增加额外信息来标识进程

?mnt。每一个容器都有自己唯一的文件夹挂载

?utc。每一个容器有独立的hostname和domain

3、Chroot。文件系统的隔离

相同，我们知道一提起Linux操作系统。有Redhat，有Ubuntu，有Suse。有CentOS，不同Linux版本号基本上在同一Linux内核，仅仅是他们的Root file system不同，容器也是一样，他们有基于容器须要的类似于Root Fs的文件系统，能够实现基于同一个宿主机RootFS，并且还有容器自身不同的Root文件。

容器VS.虚拟机

不论什么提起容器的文件都不免会得到一个疑问。既然最早我们接触虚拟机的概念，如今又讲到容器，怎样来差别两者呢。两者是互相替代关系还是能够互补呢？

虚拟机

虚拟机是执行在物理宿主机上的软件抽象。配置一个虚拟机就像是购买一台计算机：你须要定义你想要的 CPU 数目、RAM 和磁盘存储容量。配置好了机器后，你为它载入操作系统。以及你想让虚拟机支持的不论什么server或者应用程序。

虚拟机同意你在一台硬件主机上执行多个模拟计算机。让你充分利用硬件资源。

这是虚拟机的优势。

可是虚拟机也有自己的不足：

全部分配给一个虚拟机的资源，不管是什么。都是专有的。

这里没有资源的流动。每台虚拟机拥有分配给它的全部资源。让它们跑起来须要非常长时间。假设你处于基础设施须要高速增长的情形，即使添加虚拟机是自己主动的。你仍然会发现你的非常多时间都浪费在等待机器上线。

容器

容器是一个Linux 进程，Linux 觉得它仅仅是一个执行中的进程。该容器进程也分配了它自己的 IP 地址。一旦给予了一个 IP地址，该进程就是宿主网络中可识别的资源。

容器/进程以动态、合作的方式共享主机上的资源。CPU、内存和存储空间的分配是动态的，和典型虚拟机的静态方式不同。因为容器作为OS的一个进程，所以容器能很高速地启动。

总结

事实上如今对于两者而言，并没有绝对的替代关系。如今慢慢的把传统虚拟化当成云计算的IaaS，提供基础设施服务，容器很多其它的是在PaaS层。也就是执行在虚拟机内，提供服务。