Docker简介以及和虚拟机的对比

Docker 是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的镜像中,然后发布到任何流行的 Linux或Windows 机器上,也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。

其中,沙箱是一个虚拟系统程序,允许你在沙盘环境中运行浏览器或其他程序,因此运行所产生的变化可以随后删除。它创造了一个类似沙盒的独立作业环境,在其内部运行的程序并不能对硬盘产生永久性的影响。 在网络安全中,沙箱指在隔离环境中,用以测试不受信任的文件或应用程序等行为的工具。

直接部署应用程序

一般来说,如果我们要部署一个应用程序(Application),第一步肯定是先要准备一台物理服务器,然后在物理服务器上安装一个操作系统(Operating System),有了操作系统之后,便在操作系统上安装运行我们的应用程序,这个过程可以用下面的图来表示:
Docker简介以及和虚拟机的对比

在物理机上部署应用有以下几个缺点:

  • 部署非常慢:因为我们得先准备硬件服务器,接着还要安装操作系统,然后再部署应用程序,而且应用程序还有很多的依赖软件,所以这个过程是比较慢的。
  • 成本非常高:主要是物理器成本太高,即使是部署一个简单的应用,也需要一台服务器。
    资源浪费:如果应用太简单,也容易浪费硬件资源,比如CPU和内存。
  • 迁移和扩展太慢:如果需要迁移应用,或者扩展应用,都要再准备其他的物理服务器,过程很麻烦,也很慢。

使用虚拟机部署应用程序

虚拟机允许我们在一台物理计算机模拟出多台机器,简单地理解,虚拟化技术就是在一台物理计算机上,通过中间虚拟软件层Hypervisor隔离CPU、内存等硬件资源,虚拟出多台虚拟服务器,这样做的话,一台物理服务器便可以安装多个应用程序,达到资源利用的最大化,而且多个应用之间相互隔离,如下图所示:
Docker简介以及和虚拟机的对比

虚拟机的优点

  • 可以把资源分配到不同的虚拟机,达到硬件资源的最大化利用
  • 与直接在物理机上部署应用,虚拟更容易扩展应用。
  • 云服务:通过虚拟机虚拟出不同的物理资源,可以快速搭建云服务。

虚拟机的不足之处
虚拟机的不足之外来自于对物理服务器资源的消耗,当我们在物理服务器创建一台虚拟机时,便需要虚拟出一套硬件并在上面运行完整的操作系统,每台虚拟机都占用许多的服务器资源。

Docker容器部署

Docker是使用时下很火的Golang语言进行开发的,其技术核心是Linux内核的Cgroup,Namespace和AUFS类的Union FS等技术,这些技术都是Linux内核中早已存在很多年的技术,所以严格来说并不是一个完全创新的技术,Docker通过这些底层的Linux技术,对Linux进程进行封装隔离,而被隔离的进程也被称为容器,完全独立于宿主机的进程。
所以Docker是容器技术的一种实现,也是操作系统层面的一种虚拟化,与虚拟机的通过一套硬件再安装操作系统完全不同。
Docker简介以及和虚拟机的对比

Docker与虚拟机之间的比较

Docker是在操作系统进程层面的隔离,而虚拟机是在物理资源层面的隔离,两者完全不同,另外,我们也可以通过下面的一个比较,了解两者的根本性差异。

项目 docker 虚拟机
相同点 1. 都可在不同的主机之间迁移
2. 都具备 root 权限
3. 都可以远程控制
4. 都有备份、回滚操作
操作系统 在性能上有优势,可以轻易的运行多个操作系统 可以安装任何系统,但是性能不及容器
原理 和宿主机共享内核,所有容器运行在容器引擎之上,容器并非一个完整的操作系统,所有容器共享操作系统,在进程级进行隔离 每一个虚拟机都建立在虚拟的硬件之上,提供指令级的虚拟,具备一个完整的操作系统
优点 高效、集中。一个硬件节点可以运行数以百计的的容器,非常节省资源,QoS 会尽量满足,但不保证一定满足。内核由提供者升级,服务由服务提供者管理 对操作系统具有绝对权限,对系统版本和系统升级具有完全的管理权限。具有一整套的的资源:CPU、RAM 和磁盘。QoS 是有保证的,每一个虚拟机就像一个真实的物理机一样,可以实现不同的操作系统运行在同一物理节点上。
资源管理 弹性资源分配:资源可以在没有关闭容器的情况下添加,数据卷也无需重新分配大小 虚拟机需要重启,虚拟机里边的操作系统需要处理新加入的资源,如磁盘等,都需要重新分区。
远程管理 根据操作系统的不同,可以通过 shell 或者远程桌面进行 远程控制由虚拟化平台提供,可以在虚拟机启动之前连接
缺点 对内核没有控制权限,只有容器的提供者具备升级权限。只有一个内核运行在物理节点上,几乎不能实现不同的操作系统混合。容器提供者一般仅提供少数的几个操作系统 每一台虚拟机都具有更大的负载,耗费更多的资源,用户需要全权维护和管理。一台物理机上能够运行的虚拟机非常有限
配置 快速,基本上是一键配置 配置时间长
启动时间 秒级 分钟级
硬盘使用 MB GB
性能 接近原生态 弱于原生态
系统支持数量 单机支持上千个 一般不多于几十个

总结

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的沙箱机制确保了在docker容器中测试代码的安全性,不会影响到其他环境。利用其便于打包和部署的特性,可以在一台联网的服务器上安装docker并部署所有环境,之后一键打包到离网的机器上,便于移植