docker和虛擬化技術(shù)的區(qū)別

作為一種部署應用程序的全新方式，容器技術(shù)在短時間內(nèi)獲得了廣泛關(guān)注，但是這種技術(shù)同樣存在某些限制，并且和虛擬機存在本質(zhì)上的不同。

虛擬化技術(shù)已經(jīng)改變了現(xiàn)代計算方式，它能夠提升系統(tǒng)資源使用效率、消除應用程序和底層硬件之間的依賴關(guān)系，同時加強負載的可以移植性和安全性，但是hypervisor和虛擬機只是部署虛擬負載的方式之一。作為一種能夠替代傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)的解決方案，容器虛擬化技術(shù)憑借其高效性和可靠性得到了快速發(fā)展，它能夠提供新的特性，并且?guī)椭鷶?shù)據(jù)中心專家解決新的顧慮。

容器和虛擬機之間的主要區(qū)別在于虛擬化層的位置和操作系統(tǒng)資源的使用方式。

Docker 擴展了 Linux 容器（Linux Containers），或著說 LXC，通過一個高層次的 API 為進程單獨提供了一個輕量級的虛擬環(huán)境。Docker 利用了 LXC， cgroups 和 Linux 自己的內(nèi)核。和傳統(tǒng)的虛擬機不同的是，一個 Docker 容器并不包含一個單獨的操作系統(tǒng)，而是基于已有的基礎設施中操作系統(tǒng)提供的功能來運行的。

Docker類似虛擬機的概念，但是與虛擬化技術(shù)的不同點在于下面幾點：

1.虛擬化技術(shù)依賴物理CPU和內(nèi)存，是硬件級別的；而docker構(gòu)建在操作系統(tǒng)上，利用操作系統(tǒng)的containerization技術(shù)，所以docker甚至可以在虛擬機上運行。

2.虛擬化系統(tǒng)一般都是指操作系統(tǒng)鏡像，比較復雜，稱為“系統(tǒng)”；而docker開源而且輕量，稱為“容器”，單個容器適合部署少量應用，比如部署一個redis、一個memcached。

3.傳統(tǒng)的虛擬化技術(shù)使用快照來保存狀態(tài)；而docker在保存狀態(tài)上不僅更為輕便和低成本，而且引入了類似源代碼管理機制，將容器的快照歷史版本一一記錄，切換成本很低。

4.傳統(tǒng)的虛擬化技術(shù)在構(gòu)建系統(tǒng)的時候較為復雜，需要大量的人力；而docker可以通過Dockfile來構(gòu)建整個容器，重啟和構(gòu)建速度很快。更重要的是Dockfile可以手動編寫，這樣應用程序開發(fā)人員可以通過發(fā)布Dockfile來指導系統(tǒng)環(huán)境和依賴，這樣對于持續(xù)交付十分有利。

5.Dockerfile可以基于已經(jīng)構(gòu)建好的容器鏡像，創(chuàng)建新容器。Dockerfile可以通過社區(qū)分享和下載，有利于該技術(shù)的推廣。

Docker 會像一個可移植的容器引擎那樣工作。它把應用程序及所有程序的依賴環(huán)境打包到一個虛擬容器中，這個虛擬容器可以運行在任何一種 Linux 服務器上。這大大地提高了程序運行的靈活性和可移植性，無論需不需要許可、是在公共云還是私密云、是不是裸機環(huán)境等等。

Docker也是一個云計算平臺，它利用Linux的LXC、AUFU、Go語言、cgroup實現(xiàn)了資源的獨立，可以很輕松的實現(xiàn)文件、資源、網(wǎng)絡等隔離，其最終的目標是實現(xiàn)類似PaaS平臺的應用隔離。

2、docker的組成

Docker 由下面這些組成：

2.1 Docker 服務器守護程序（server daemon），用于管理所有的容器。

2.2 Docker 命令行客戶端，用于控制服務器守護程序。

2.3 Docker 鏡像：查找和瀏覽 docker 容器鏡像。

3、docker特性

文件系統(tǒng)隔離：每個進程容器運行在完全獨立的根文件系統(tǒng)里。

資源隔離：可以使用cgroup為每個進程容器分配不同的系統(tǒng)資源，例如CPU和內(nèi)存。

網(wǎng)絡隔離：每個進程容器運行在自己的網(wǎng)絡命名空間里，擁有自己的虛擬接口和IP地址。

寫時復制：采用寫時復制方式創(chuàng)建根文件系統(tǒng)，這讓部署變得極其快捷，并且節(jié)省內(nèi)存和硬盤空間。

日志記錄：Docker將會收集和記錄每個進程容器的標準流（stdout/stderr/stdin），用于實時檢索或批量檢索。

變更管理：容器文件系統(tǒng)的變更可以提交到新的映像中，并可重復使用以創(chuàng)建更多的容器。無需使用模板或手動配置。

交互式Shell：Docker可以分配一個虛擬終端并關(guān)聯(lián)到任何容器的標準輸入上，例如運行一個一次性 交互shell。

4、兩個基礎概念images與container

Container和Image 在Docker的世界里，Image是指一個只讀的層（Layer），這里的層是AUFS里的概念，最直觀的方式就是看一下docker官方給出的圖：

Docker使用了一種叫AUFS的文件系統(tǒng)，這種文件系統(tǒng)可以讓你一層一層地疊加修改你的文件，最底下的文件系統(tǒng)是只讀的，如果需要修改文件，AUFS會增加一個可寫的層（Layer），這樣有很多好處，例如不同的Container可以共享底層的只讀文件系統(tǒng)（同一個Kernel），使得你可以跑N多個Container而不至于你的硬盤被擠爆了！這個只讀的層就是Image！而如你所看到的，一個可寫的層就是Container。

   那Image和Container的區(qū)別是什么？很簡單，他們的區(qū)別僅僅是一個是只讀的層，一個是可寫的層，你可以使用docker commit 命令，將你的Container變成一個Image，也就是提交你所運行的Container的修改內(nèi)容，變成一個新的只讀的Image，這非常類似于git commit命令。

虛擬機依賴于hypervisor，其通常被安裝在“裸金屬”系統(tǒng)硬件之上，這導致hypervisor在某些方面被認為是一種操作系統(tǒng)。一旦 hypervisor安裝完成， 就可以從系統(tǒng)可用計算資源當中分配虛擬機實例了，每臺虛擬機都能夠獲得唯一的操作系統(tǒng)和負載(應用程序)。

通常，第一臺虛擬機都將會被用來運行系統(tǒng)管理程序，比如Microsoft System Center。而之后的虛擬機可能包含其他企業(yè)負載，比如數(shù)據(jù)庫、ERP、CRM、郵件服務器、媒體服務器、web服務器或者其他業(yè)務應用。虛擬機之間是完全隔離的——沒有任何一臺虛擬機知道(或者依賴)相同系統(tǒng)當中的另外一臺虛擬機的存在——惡意軟件、應用程序崩潰和其他問題只能影響一臺虛擬機。虛擬機從一個虛擬系統(tǒng)被移動到另外一個當中，而不用考慮系統(tǒng)硬件和操作系統(tǒng)等因素。

而容器環(huán)境的工作方式則有所不同。對于容器環(huán)境來說，需要首先安裝主機操作系統(tǒng)，之后將容器層(比如LXC或libcontainer)安裝在主機操作系統(tǒng)(通常是Linux變種)之上。在安裝完容器層之后，就可以從系統(tǒng)可用計算資源當中分配容器實例了，并且企業(yè)應用可以被部署在容器當中。但是，每個容器化應用都會共享相同的操作系統(tǒng)(單個主機操作系統(tǒng))。

相比于虛擬機，容器擁有更高的資源使用效率，因為它并不需要為每個應用分配單獨的操作系統(tǒng)——實例規(guī)模更小、創(chuàng)建和遷移速度也更快。這意味相比于虛擬機，單個操作系統(tǒng)能夠承載更多的容器。云提供商十分熱衷于容器技術(shù)，因為在相同的硬件設備當中，可以部署數(shù)量更多的容器實例。然而，單個操作系統(tǒng)有可能引起影響所有相關(guān)實例的單點事故。比如，惡意軟件或者主機操作系統(tǒng)崩潰可能禁用或者影響所有容器。此外，容器易于遷移，但是只能被遷移到具有兼容操作系統(tǒng)內(nèi)核的其他服務器當中，這樣會無形中減少遷移選擇。
從實際應用的角度來說，容器和虛擬機可以在同一個數(shù)據(jù)中心當中共存，因此這兩種技術(shù)被認為是互補的——為現(xiàn)代應用程序架構(gòu)師和數(shù)據(jù)中心管理員添加了可用工具集，通過不同的方式為應用負載提供支持。