Docker容器與虛擬機(jī)有什么區(qū)別

各種虛擬機(jī)技術(shù)開啟了云計(jì)算時(shí)代；而Docker，作為下一代虛擬化技術(shù)，正在改變我們開發(fā)、測(cè)試、部署應(yīng)用的方式。那虛擬機(jī)與Docker究竟有何不同呢？

首先，大家需要明確一點(diǎn)，Docker容器不是虛擬機(jī)！

第一次接觸Docker的時(shí)候，我把它比做一種輕量級(jí)的虛擬機(jī)。這樣做無可厚非，因?yàn)镈ocker最初的成功秘訣，正是它比虛擬機(jī)更節(jié)省內(nèi)存，啟動(dòng)更快。Docker不停地給大家宣傳，"虛擬機(jī)需要數(shù)分鐘啟動(dòng)，而Docker容器只需要50毫秒"。

然而，Docker容器并非虛擬機(jī)！

理解虛擬機(jī)

使用虛擬機(jī)運(yùn)行多個(gè)相互隔離的應(yīng)用時(shí)，如下圖：

從下到上理解上圖：

基礎(chǔ)設(shè)施（Infrastructure）。它可以是你的個(gè)人電腦，數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，或者是云主機(jī)。

主操作系統(tǒng)（Host Operating System）。你的個(gè)人電腦之上，運(yùn)行的可能是MacOS，Windows或者某個(gè)Linux發(fā)行版。

虛擬機(jī)管理系統(tǒng)（Hypervisor）。利用Hypervisor，可以在主操作系統(tǒng)之上運(yùn)行多個(gè)不同的從操作系統(tǒng)。類型1的Hypervisor有支持MacOS的HyperKit，支持Windows的Hyper-V以及支持Linux的KVM。類型2的Hypervisor有VirtualBox和VMWare。

從操作系統(tǒng)（Guest Operating System）。假設(shè)你需要運(yùn)行3個(gè)相互隔離的應(yīng)用，則需要使用Hypervisor啟動(dòng)3個(gè)從操作系統(tǒng)，也就是3個(gè)虛擬機(jī)。這些虛擬機(jī)都非常大，也許有700MB，這就意味著它們將占用2.1GB的磁盤空間。更糟糕的是，它們還會(huì)消耗很多CPU和內(nèi)存。

各種依賴。每一個(gè)從操作系統(tǒng)都需要安裝許多依賴。如果你的的應(yīng)用需要連接PostgreSQL的話，則需要安裝libpq-dev；如果你使用Ruby的話，應(yīng)該需要安裝gems；如果使用其他編程語言，比如Python或者Node.js，都會(huì)需要安裝對(duì)應(yīng)的依賴庫。

應(yīng)用。安裝依賴之后，就可以在各個(gè)從操作系統(tǒng)分別運(yùn)行應(yīng)用了，這樣各個(gè)應(yīng)用就是相互隔離的。

理解Docker容器

使用Docker容器運(yùn)行多個(gè)相互隔離的應(yīng)用時(shí)，如下圖：

主操作系統(tǒng)（Host Operating System）。所有主流的Linux發(fā)行版都可以運(yùn)行Docker。對(duì)于MacOS和Windows，也有一些辦法"運(yùn)行"Docker。

Docker守護(hù)進(jìn)程（Docker Daemon）。Docker守護(hù)進(jìn)程取代了Hypervisor，它是運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上的后臺(tái)進(jìn)程，負(fù)責(zé)管理Docker容器。

各種依賴。對(duì)于Docker，應(yīng)用的所有依賴都打包在Docker鏡像中，Docker容器是基于Docker鏡像創(chuàng)建的。

應(yīng)用。應(yīng)用的源代碼與它的依賴都打包在Docker鏡像中，不同的應(yīng)用需要不同的Docker鏡像。不同的應(yīng)用運(yùn)行在不同的Docker容器中，它們是相互隔離的。

對(duì)比虛擬機(jī)與Docker

Docker守護(hù)進(jìn)程可以直接與主操作系統(tǒng)進(jìn)行通信，為各個(gè)Docker容器分配資源；它還可以將容器與主操作系統(tǒng)隔離，并將各個(gè)容器互相隔離。虛擬機(jī)啟動(dòng)需要數(shù)分鐘，而Docker容器可以在數(shù)毫秒內(nèi)啟動(dòng)。由于沒有臃腫的從操作系統(tǒng)，Docker可以節(jié)省大量的磁盤空間以及其他系統(tǒng)資源。

說了這么多Docker的優(yōu)勢(shì)，大家也沒有必要完全否定虛擬機(jī)技術(shù)，因?yàn)閮烧哂胁煌氖褂脠?chǎng)景。

虛擬機(jī)更擅長于徹底隔離整個(gè)運(yùn)行環(huán)境。例如，云服務(wù)提供商通常采用虛擬機(jī)技術(shù)隔離不同的用戶。

Docker通常用于隔離不同的應(yīng)用，例如前端，后端以及數(shù)據(jù)庫。

容器使用由Linux內(nèi)核提供的命名空間，大多數(shù)人把命名空間認(rèn)為是一個(gè)上下文或域的授權(quán)決定（進(jìn)程X有權(quán)訪問資源Y）。

如果容器內(nèi)的進(jìn)程掃描文件系統(tǒng)來尋找要竊取的東西，它只能找到容器內(nèi)明確可見的文件。

如果容器內(nèi)的進(jìn)程中想嘗試做一些惡意的事情，比如打開端口31337后門服務(wù)，它不會(huì)有多大好處，因?yàn)檫@個(gè)端口實(shí)際上不會(huì)暴露在容器外的任何地方。容器內(nèi)部的惡意進(jìn)程不能訪問的任何容器外的其他進(jìn)程的內(nèi)存。

有幾個(gè)方法可以擺脫容器的束縛，但這些通常需要容器的root訪問權(quán)限。

不要以root運(yùn)行應(yīng)用程序，通過簡單的幾個(gè)步驟穩(wěn)固root訪問權(quán)限。

容器使用cgroup來提供與虛擬機(jī)相同級(jí)別的資源使用保護(hù)機(jī)制。容器和虛擬機(jī)都可以獲取整個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈接。

容器運(yùn)行的是不完整的操作系統(tǒng)（盡管它們可以），虛擬機(jī)必須運(yùn)行完整的。

容器比虛擬機(jī)使用更少的閑置資源，它們不運(yùn)行完整的操作系統(tǒng)。

容器在在云硬件（或虛擬機(jī)）中可以被復(fù)用，就像虛擬機(jī)在裸機(jī)上可以被復(fù)用。

容器需要毫秒分配，虛擬機(jī)需要幾分鐘。所以，你可以另配、重新平衡、釋放以及使用容器比虛擬機(jī)的迭代更加迅速。

如果每個(gè)容器運(yùn)行的只有一個(gè)服務(wù)或者數(shù)據(jù)庫，這是比較容易管理的。而且比較容易監(jiān)控性能，了解故障的影響，并預(yù)測(cè)成本。

離目標(biāo)進(jìn)程越遠(yuǎn)，隔離會(huì)變得更昂貴。虛擬機(jī)是偉大的，它通過抽象來增加并行，服務(wù)于多操作系統(tǒng)的使用情況以及業(yè)界最好的安全性。但對(duì)于隔離，它們相當(dāng)?shù)陌嘿F，容器提供的隔離就便宜。

服務(wù)器虛擬化vs Docker

服務(wù)器好比運(yùn)輸碼頭：擁有場(chǎng)地和各種設(shè)備（服務(wù)器硬件資源）

服務(wù)器虛擬化好比作碼頭上的倉庫：擁有獨(dú)立的空間堆放各種貨物或集裝箱

(倉庫之間完全獨(dú)立，獨(dú)立的應(yīng)用系統(tǒng)和操作系統(tǒng)）

Docker比作集裝箱：各種貨物的打包

(將各種應(yīng)用程序和他們所依賴的運(yùn)行環(huán)境打包成標(biāo)準(zhǔn)的容器,容器之間隔離)

Docker有著小巧、遷移部署快速、運(yùn)行高效等特點(diǎn)，但隔離性比服務(wù)器虛擬化差：不同的集裝箱屬于不同的運(yùn)單（Docker上運(yùn)行不同的應(yīng)用實(shí)例），相互獨(dú)立（隔離）。但由同一個(gè)庫管人員管理（主機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)核），因此通過庫管人員可以看到所有集裝箱的相關(guān)信息（因?yàn)楣蚕聿僮飨到y(tǒng)內(nèi)核，因此相關(guān)信息會(huì)共享）。

服務(wù)器虛擬化就好比在碼頭上（物理主機(jī)及虛擬化層），建立了多個(gè)獨(dú)立的“小碼頭”—倉庫（虛擬機(jī)）。其擁有完全獨(dú)立（隔離）的空間，屬于不同的客戶（虛擬機(jī)所有者）。每個(gè)倉庫有各自的庫管人員（當(dāng)前虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)內(nèi)核），無法管理其它倉庫。不存在信息共享的情況

因此，我們需要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求采用不同的方式使用Docker技術(shù)或使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)。例如一個(gè)典型的Docker應(yīng)用場(chǎng)景是當(dāng)主機(jī)上的Docker實(shí)例屬于單一用戶的情況下，在保證安全的同時(shí)可以充分發(fā)揮Docker的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于隔離要求較高的環(huán)境如混合用戶環(huán)境，就可以使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)。正則科技提供了豐富的Docker應(yīng)用實(shí)例，滿足您的各種應(yīng)用需求，并且支持在已經(jīng)安裝了自在（Isvara）服務(wù)器虛擬化軟件的主機(jī)上同時(shí)使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)和Docker技術(shù)提供不同技術(shù)場(chǎng)景。

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