虚拟化(virtualization)技术是一个通用的概念,在不同领域有不同的理解。在计算领域,一般指的是计算虚拟化(computing virtualization),或通常说的服务器虚拟化。
维基百科上的定义如下:“在计算机技术中,虚拟化是一种资源管理技术,是将计算机的各种实体资源,如服务器、网络、内存及存储等,予以抽象、转换后呈现出来,打破实体结构间的不可切割的障碍,使用户可以用比原本的组态更好的方式来应用这些资源。”
可见,虚拟化的核心是对资源的抽象,目标往往是为了在同一个主机上同时运行多个系统或应用,从而提高系统资源的利用率,并且带来降低成本、方便管理和容错容灾等好处。
从大类上分,虚拟化技术可分为基于硬件的虚拟化和基于软件的虚拟化。
基于软件的虚拟化从对象所在的层次,又可以分为应用虚拟化和平台虚拟化(通常说的虚拟机技术即属于这个范畴)。前者一般指的是一些模拟设备或诸如Wine这样的软件,后者又可以细分为几个子类:
可见,Docker以及其他容器技术都属于操作系统虚拟化这个范畴,操作系统虚拟化最大的特点就是不需要额外的supervisor支持。Docker虚拟化方式之所以有众多优势,跟操作系统虚拟化技术自身的设计和实现是分不开的。
传统方式是在硬件层面实现虚拟化,需要有额外的虚拟机管理应用和虚拟机操作系统层。Docker容器是在操作系统层面上实现虚拟化,直接复用本地主机的操作系统,因此更加轻量级。
Docker的构想是要实现“Build, Ship and Run Any App, Anywhere”,即通过对应用的封装(Packaging)、分发(Distribution)、部署(Deployment)、运行(Runtime)生命周期进行管理,达到应用组件级别的“一次封装,到处运行”。这里的应用组件,既可以是一个Web应用、一个编译环境,也可以是一套数据库平台服务,甚至是一个操作系统或集群。
基于Linux平台上的多项开源技术,Docker提供了高效、敏捷和轻量级的容器方案,并支持部署到本地环境和多种主流云平台。可以说,Docker首次为应用的开发、运行和部署提供了“一站式”的实用解决方案。
IBM DeveloperWorks网站关于容器技术的描述十分准确:“容器有效地将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中,以更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。与虚拟化相比,这样既不需要指令级模拟,也不需要即时编译。容器可以在核心CPU本地运行指令,而不需要任何专门的解释机制。此外,也避免了准虚拟化(para-virtualization)和系统调用替换中的复杂性。”
简单地讲,可以将Docker容器理解为一种轻量级的沙盒(sandbox)。每个容器内运行着一个应用,不同的容器相互隔离,容器之间也可以通过网络互相通信。容器的创建和停止十分快速,几乎跟创建和终止原生应用一致;另外,容器自身对系统资源的额外需求也十分有限,远远低于传统虚拟机。很多时候,甚至直接把容器当作应用本身也没有任何问题。
那Docker和虚拟机有哪些区别呢?
作为一种轻量级的虚拟化方式,Docker在运行应用上跟传统的虚拟机方式相比具有如下显著优势:
Docker容器除了运行其中的应用外,基本不消耗额外的系统资源,在保证应用性能的同时,尽量减小系统开销。传统虚拟机方式运行N个不同的应用就要启用N个虚拟机(每个虚拟机需要单独分配独占的内存、磁盘等资源),而Docker只需要启动N个隔离得“很薄的”容器,并将应用放进容器内即可。应用获得的是接近原生的运行性能。
使用Docker容器技术与传统虚拟机技术的各种特性,可见容器技术在很多应用场景下都具有巨大的优势(如下图所示):
参考书籍《Docker技术入门与实践(第三版)》
个人github账号:https://github.com/SpecialAll
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