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虚拟机与Docker有什么不同?虚拟机与Docker的对比

2017-10-11 09:20:27      个评论    来源:caicaptain的博客  
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为什么越来越多人使用docker

那么,为什么大家都追捧容器和Docker呢?Hyper-V、KVM和Xen等虚拟机管理程序都“基于虚拟化硬件仿真机制。这意味着,它们对系统要求很高。”

然而,容器却使用共享的操作系统。这意味着它们在使用系统资源方面比虚拟机管理程序要高效得多。容器不是对硬件进行虚拟化处理,而是驻留在单单一个Linux实例上。这反过来意味着,你可以“丢弃没有用的99.9%的虚拟机垃圾,剩下一个小巧简洁的胶囊式容器,里面含有你的应用程序,”

是不是觉得听起来很不错?毕竟,你可以让服务器运行多得多的应用程序。那么,为什么之前没有人做过呢?实际上,之前有人做过。容器其实是个旧概念。

容器可以追溯到至少2000年和FreeBSD Jails。甲骨文Solaris也有一个类似概念,名为Zones;Parallels、谷歌和Docker等公司一直在致力于研发诸如OpenVZ和LXC(Linux容器)之类的开源项目,旨在让容器运行起来顺畅又安全。

的确,很少有人知道容器,但大多数人多年来一直在使用容器。谷歌就有自己的开源容器技术lmctfy(Let Me Contain That For You,意为“让我容纳你的程序”)。只要你使用谷歌的某项功能:比如搜索、Gmail、Google Docks或无论其他什么,就分配了一个新的容器。

然而,Docker建立在LXC的基础上。与任何容器技术一样,就该程序而言,它有自己的文件系统、存储系统、处理器和内存等部件。容器与虚拟机之间的区别主要在于,虚拟机管理程序对整个设备进行抽象处理,而容器只是对操作系统内核进行抽象处理。

这反过来意味着:虚拟机管理程序能做容器做不了的一件事就是,使用不同的操作系统或内核。所以,举例说,你可以使用微软Azure,同时运行Windows Server2012的实例和SUSE Linux企业级服务器的实例。至于Docker,所有容器都必须使用同样的操作系统和内核。

另一方面,如果你只是想让尽可能多的服务器应用实例在尽可能少的硬件上运行,可能不大关心运行多个操作系统虚拟机。要是同一应用程序的多个副本正是你需要的,那么你会喜欢上容器。

改用Docker这一举措有望每年为数据中心或云计算服务提供商节省数千万美元的电力和硬件成本。所以难怪它们在一窝蜂地尽快采用Docker。

Docker带来了之前技术所没有的几个新特点。第一是,与之前的方法相比,Docker让容器部署和使用起来更容易、更安全。此外,由于Docker与其他容器领域的巨擘进行了合作,包括Canonical、谷歌、红帽和Parallels,共同开发其关键的开源组件libcontainer,它为容器带来了迫切需要的标准化。

与此同时,广大开发人员可以使用Docker封装、交付和运行任何应用程序,应用程序成为轻型的、可移植的、自给自足的LXC容器,可以在任何地方运行。“容器让你立即享有应用程序可移植性。”

最后但并非最不重要的,Docker容器易于部署到云端。“Docker采用了一种特别的方式,以便可以整合到大多数DevOps(开发运营)应用程序当中,包括Puppet、Chef、Vagrant和Ansible,或者可以独自使用,以管理开发环境。主要卖点是,它简化了通常由另外这些应用程序执行的好多任务。具体来说,有了Docker,人们就可以搭建与活动服务器一模一样的本地开发环境,从同一个主机运行多个开发环境(每个开发环境有独特的软件、操作系统和配置),在新的或不同的服务器上测试项目,以及让任何人都可以在设置一模一样的情况下处理同一项目,无论本地主机环境怎样。”

简而言之,Docker能为你做的事情就是:相比其他技术,它能让更多数量的应用程序在同一硬件上运行;它让开发人员易于快速构建可随时运行的容器化应用程序;它大大简化了管理和部署应用程序的任务。

把它比做一种轻量级的虚拟机。这样做无可厚非,因为Docker最初的成功秘诀,正是它比虚拟机更节省内存,启动更快。Docker不停地给大家宣传,”虚拟机需要数分钟启动,而Docker容器只需要50毫秒”。

然而,Docker容器并非虚拟机,我们不妨来比较一下它们。

理解虚拟机

使用虚拟机运行多个相互隔离的应用时,如下图:

这里写图片描述

从下到上理解上图:

基础设施(Infrastructure)。它可以是你的个人电脑,数据中心的服务器,或者是云主机。 主操作系统(Host Operating System)。你的个人电脑之上,运行的可能是MacOS,Windows或者某个Linux发行版。 虚拟机管理系统(Hypervisor)。利用Hypervisor,可以在主操作系统之上运行多个不同的从操作系统。类型1的Hypervisor有支持MacOS的HyperKit,支持Windows的Hyper-V以及支持Linux的KVM。类型2的Hypervisor有VirtualBox和VMWare。 从操作系统(Guest Operating System)。假设你需要运行3个相互隔离的应用,则需要使用Hypervisor启动3个从操作系统,也就是3个虚拟机。这些虚拟机都非常大,也许有700MB,这就意味着它们将占用2.1GB的磁盘空间。更糟糕的是,它们还会消耗很多CPU和内存。 各种依赖。每一个从操作系统都需要安装许多依赖。如果你的的应用需要连接PostgreSQL的话,则需要安装libpq-dev;如果你使用Ruby的话,应该需要安装gems;如果使用其他编程语言,比如Python或者Node.js,都会需要安装对应的依赖库。 应用。安装依赖之后,就可以在各个从操作系统分别运行应用了,这样各个应用就是相互隔离的。

理解Docker容器

使用Docker容器运行多个相互隔离的应用时,如下图:

这里写图片描述

不难发现,相比于虚拟机,Docker要简洁很多。因为我们不需要运行一个臃肿的从操作系统了。

从下到上理解上图:

- 基础设施(Infrastructure)。

- 主操作系统(Host Operating System)。所有主流的Linux发行版都可以运行Docker。对于MacOS和Windows,也有一些办法”运行”Docker。

- Docker守护进程(Docker Daemon)。Docker守护进程取代了Hypervisor,它是运行在操作系统之上的后台进程,负责管理Docker容器。

- 各种依赖。对于Docker,应用的所有依赖都打包在Docker镜像中,Docker容器是基于Docker镜像创建的。

- 应用。应用的源代码与它的依赖都打包在Docker镜像中,不同的应用需要不同的Docker镜像。不同的应用运行在不同的Docker容器中,它们是相互隔离的。

对比虚拟机与Docker

Docker守护进程可以直接与主操作系统进行通信,为各个Docker容器分配资源;它还可以将容器与主操作系统隔离,并将各个容器互相隔离。虚拟机启动需要数分钟,而Docker容器可以在数毫秒内启动。由于没有臃肿的从操作系统,Docker可以节省大量的磁盘空间以及其他系统资源。

说了这么多Docker的优势,大家也没有必要完全否定虚拟机技术,因为两者有不同的使用场景。虚拟机更擅长于彻底隔离整个运行环境。例如,云服务提供商通常采用虚拟机技术隔离不同的用户。而Docker通常用于隔离不同的应用,例如前端,后端以及数据库

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