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什么是容器？
首先来看下什么是容器技术，容器是由英文 “Container” 翻译过去的，这个单词即有容器也有集装箱的意思，在这里其实更偏差于集装箱，这点也能够从 Docker 的 Logo 里看进去，不能说是毫无关系，能够说是一摸一样！咱们可能是因为好读所以才译为容器。
从集装箱的用处咱们能够形象的了解容器技术的场景。
集装箱的呈现大大降低了航运的运输成本，因为集装箱是固定规格，参差摆放，晋升了空间利用率。当你的货物有大有小，且随便摆放，这时候会有大量的空间会被节约，装卸货也很麻烦，就像下图这样：
有了集装箱之后，咱们能够把不同大小的货物都装进不同规格的集装箱，这些集装箱都是方的，能够拼接摆放，尽管单个集装箱内部空间利用率可能不高，然而整个船的空间利用率会晋升。
细一点的敌人可能会问，可不可以找几个比拟大的集装箱，而后大货物小货物一起放，大货物的间隙还能够放点小货物，极致利用资源这样不是更加节俭了空间？
这就说到了集装箱的另一个作用：隔离
当咱们须要不同货物离开搁置，防止货物之间穿插净化，这样应用集装箱能够无效的隔离不同类型的货物，这一点在 IT 畛域更加实用，除了公司揭不开锅的状况下，生产环境咱们通常不会在同一台服务器部署多个服务，尽管混部能够更无效的利用服务器资源，然而给业务带来了危险。一个是隔离级别不够，防止服务之间相互影响，导致呈现对外不可用的状况，还有一个是资源不好评估，因为依照固定规格来评估服务部署数量是比拟精确的，尽管服务器大部分工夫在空跑，会造成比拟大的节约。但如果混部的话，同一台机器上服务和服务之间的峰值以及不同服务的业务高峰期均无奈精确评估，也就无奈评估出须要多少台机器，更别说后续的扩缩容了，如果你须要同时部署很多个服务，那么多个服务所在的机器治理也是一件相当麻烦的事件。
有了下面集装箱的例子，让再来看下 IT 畛域的容器技术是什么？
容器就好比集装箱，操作系统就好比轮船，而咱们的服务就是货物，咱们须要应用容器来规格化服务的资源应用，如限度只应用固定大小的 CPU、内存等，同时容器要能把服务隔离起来，不被外界任何过程所烦扰。当然容器的翻新并不仅仅是在实现一个集装箱上，还包含如何主动治理和出现上万个这样的箱子，这才是问题的要害。
容器的核心技术就两点：
- 通过隔离保障各个服务之间不相互影响，这是通过内核提供的 Namespace 技术实现的一个障眼法，不同容器之间、容器和宿主机之间不可见。
- 通过限度不同容器的资源 (CPU、内存等) 应用，来进步硬件的使用率，这是应用内核 Cgroup 技术来做资源限度，保障单个容器应用资源不会占有其余容器资源，也不会占用宿主机上其余过程资源。
所以说容器其实就是 Linux 几个内核技术的组合，前面会独自讲这几个技术原理。
什么是 Docker？
那什么是 Docker 呢？首先 Docker 不等同于容器，容器的历史要比 Docker 长得多，以下是容器的历史倒退图：
能够看到，Docker 只是容器技术的一个集大成者！它也是通过内核的 Namespace 和 Cgroup 来实现的资源隔离，然而齐全能够说是 Docker 一己之力推动了容器的大规模推广和应用，那么 Docker 为什么能火爆呢？
1. 解决了利用移植过程中环境一致性问题，提供标准化的软件打包、散发的能力
就像 Docker 的 Slogan 说的: Build, Ship, and Run Any App, Anywhere ! Docker 解决了如何让利用从一个软件环境转移到另一个软件环境时牢靠运行的问题。可能是从开发者的笔记本到测试环境，从预公布环境到生产环境，也可能是从 IDC 的物理机到云上的虚拟机。
当利用反对的软件环境不雷同时，就可能会呈现问题。比方应用 Python 3 进行开发，而生产环境中只有 Python 2.7，家喻户晓 py2 和 py3 是两种语言，大概率是跑不了了。又或者是利用依赖于第三方库，而不同环境的第三方库版本不统一，不兼容的话就很容易导致呈现 Crash。除了开发因素外，根底的运行环境和组件，比方网络拓扑、存储、安全策略都有可能随时发生变化，集群迁徙是一件很失常的事件。
而 Docker 创新性的解决了这个问题，它通过定义一个容器镜像，实质上是一个容器的快照，来记录启动一个容器所须要的根本信息：程序、库、资源、配置等。同时开发人员还能够应用容器镜像公共存储仓库比方 Docker Hub、或者自建镜像存储仓库来存储你的镜像，当你的利用开发实现了，能够将利用打包进一个容器镜像，上传到镜像仓库，而后不管在任何环境都能够通过拉取镜像，执行镜像跑起来你的服务。
2. 独特的设计和封装，带来了体验上的改革。
有小伙伴可能会说，既然内核的 Namespace/Cgroup 都曾经能够实现容器的基本功能了，那还要 Docker 干什么？
咱本人创立一个 Cgroup，而后把过程 pid 放进去，用 Namespace 搞个障眼法，分分钟跑起来，不也能达到容器的成果吗？这样有个问题是：容器对于用户来说是个黑盒，看不见摸不着，你甚至不晓得服务在容器里的运行状态，体验很不好。然而 Docker 带来的用户体验，是齐全能够媲美虚拟机的，大家能够像登陆虚拟机一样登陆容器，执行 shell 命令，查看服务运行状态。这对于容器的体验来说是质的改革，传统开发者基本上不必适应容器的个性能够轻松上手了，这使得容器迅速火爆和大规模应用了起来，要感激 Docker。
当初很多公司还做了所谓的 “ 富容器 ”，通过给容器运行公共的 init 过程，使得容器不跟业务服务的生命周期绑定，而后能够增加零碎 Service 过程、自定义运维组件等，进一步达到跟虚拟机一样的体验，使得容器更受欢迎。目前我司也应用了富容器技术，把员工的开发机全面换成了 Docker，不再应用虚拟机了，整体体验差不多，但更灵便、轻量，老本有了进一步的晋升。
虚拟机和容器的区别？
虚拟机和容器常常被放在一起探讨，但其实它们是必由之路的，只是实现计划不一样。
不论是虚拟机还是容器都有一个独特的指标，也能够说是最次要的指标：降低成本，毕竟老板比拟看重本人的钱袋子。
而数据表明，咱们的服务器老本的确存在着较大的优化空间。
美国环境保护署（EPA）报告的一组乏味的统计数据：EPA 钻研服务器和数据中心的能源效率时发现，实际上服务器只有 5% 的工夫是在工作的。在其余工夫，服务器都处于“休眠”状态。
虚拟机和容器则是属于实现该指标的两种不同的计划，接下来通过几个网图来形象形容下两种技术的比对：
首先来看下咱们最开始的物理机时代，后面提到过，咱们每个服务器通常只会部署一个服务，就像小别墅一样，独立地基，且只住一家人，防止合住带来不必要的抵触。这个时候咱们是用物理机来实现了业务之间的隔离，然而服务器资源不像房子一样，越大越好，采纳物理机隔离导致物理机大部分工夫在空跑，带来了老本的开销，现实生活中也只有大户人家才住的起小别野，咱老百姓还是老本太高滴！
想要降低成本，最外围的还是要共享，实现对主机资源的共享，在共享的前提下要先保障隔离，因为隔离是必要的，没有隔离咱们的业务就没法保障衰弱的运行。
接下来看下虚拟机和容器这两兄弟是如何解决这个问题的？
虚拟机技术比拟像咱们当初的楼房，在一块地基上盖一栋楼，把一栋楼分成很多层，每一层属于不同的人家，这样相比于独栋别墅来说，能够同一块地基包容更多户的人家，这块地基不属于某一户人家，而是大家共享，随之带来的问题是住户和住户之间的距离感变小，隔离水平没有独栋别墅高，比方大家共享电梯，大门等。
虚拟机则是共享物理机资源，在同一个物理机上划分多个虚拟机，每个虚拟机都独立运行本人的操作系统 (类比每一层属于一户人家)。
宿主机通过 Hypervisor 在计算机硬件上创立形象层，将单个宿主机的硬件元素（包含处理器、内存、存储器等）分成多个虚构计算机，称为虚拟机。每个虚拟机都运行本人的操作系统，其行为相似于独立的计算机，实际上它仅在理论底层计算机硬件的一部分上运行。
而容器就像是胶囊式公寓一样，实质上不是一个房子 (不像虚拟机一样独立运行操作系统)，只是把不同用户放在不同的箱子里分隔开来。
这里外围的一个区别是：虚拟机应用的资源(CPU/ 内存等) 都是宿主机理论分进来的，比方分给 VM 2 核 4G，那这个资源就是该 VM 的了，其余 VM 或者宿主机是无奈应用的，就像楼房一样你买了一层他人就住不了。而容器其实是宿主机上的一个过程而已，只不过这个过程用了一些内核技术来限度容器的资源应用下限，当容器理论用不了那么多资源时，资源会被宿主机调配给其余过程。
此外容器启动不须要先运行操作系统，启动时长比拟快
因为虚拟机要先运行 Guest OS，因而启动会比较慢，通常是分钟级，而容器不依赖 Guest OS，因而启动也更快，通常是秒级，这也是 Docker 官网常常吹牛的劣势！
容器具体实现是通过在宿主机运行一个 Docker 引擎，把应用程序放进一个独立的运行环境，称为容器，并对容器的资源进行隔离。宿主机不虚构出底层硬件，也不预分配资源，所以资源利用率更高。
虚拟机所用硬件资源是宿主机预调配的，无论应用程序是否须要这些资源，这些资源都会被占用，而容器只是做了资源限度，并不会预占用资源，如果某个容器的理论应用资源并没有达到设定的资源限度，那空进去的资源比方 CPU/ 内存是会给宿主机上其余过程应用的。
容器会代替虚拟机吗？
自 Docker 火爆起来，很多人都感觉容器要代替虚拟机，因为容器带来的用户体验曾经不亚于虚拟机。
但其实容器有一个始终被大家所诟病的点，那就是他的隔离级别不高，常常会引发一些平安问题。所以目前来说，虚拟机和容器还是各有各的利用场景。
虚拟机通常用来贯通一个操作系统的生命周期，罕用于云上多租户共享物理资源，比方多个用户在同一个物理机运行本人的 VM，独立操作系统，因为 VM 的隔离级别高，这样多个用户即便在同一台物理机上也简直不会相互影响。
容器通常用来贯通一个服务的生命周期，罕用于单个租户集群内调度，比方一个用户买了多台物理机或者虚拟机，而后以这些机器作为母机来运行多个容器，这样保障容器的调度始终应用的是同一个用户的硬件资源，防止相互影响。如果是同一台物理机上运行着多个用户的容器，当某个用户批改了一些容器不做隔离的内容，比方 Core 文件门路这种不做 namespace 隔离的，后果影响了所有用户的容器，会带来很大的危险。
Docker 带来的技术改革？
除了上述提到的容器能够无效的升高咱们的服务器老本外，容器技术在肯定水平上推动了很多技术架构的改革，尤其是云原生的倒退，使软件开发更现代化。
1. DevOps
得益于 Docker 的标准化交付，开发和运维大大减少了扯皮工夫。传统的利用各式各样，无对立部署形式，依赖多，运维同学通常须要编写很长的启动部署脚本才能够残缺的部署一个服务，更重要的是打包公布流程无奈自动化，要依据每个服务个性做专属的自动化，每个服务都做一套自动化流程加大了前期的运维老本。有了 Docker 之后任何利用开发实现后都输入一个 Docker 镜像，运维部署时只须要运行镜像就行，这种标准化的开发部署形式使继续集成和继续部署 (CI/CD)变得很好做，一整套流程能够轻松的实现自动化打包、自动化部署，进步交付速度和交付品质。
2. 微服务
目前支流的软件架构偏向于将大仓转变为一个个独立开发和部署的微服务。成千上万个这样的微服务组合起来实现产品性能。微服务能够疾速迭代、升高单模块分险，随之带来的问题是服务越分越细，原本一个产品只有几个服务，当初变成了成千上万个小的微服务，那如何治理这些微服务就变得很 dan 疼，有了容器之后，每个服务的运行规范对立了，也因而涌现了许多“分布式操作系统”，如 k8s，将服务调度、部署、动静扩缩容等一体化、平台化，分布式应用的治理问题失去了更优的解决方案。
3. 云计算
不论是虚拟机还是容器，如果仅限于在单个物理机上进行资源划分，对业务来说是没有意义的，咱们所治理的物理机是成千上万的，这个时候有了“云”，很多云厂商比方阿里云、腾讯云都在做这件事件，云是有决策能力的，通过把物理资源池化，而后给不同用户 / 软件调配适合的资源，进步整体的资源利用率，这不论是对于大企业、小企业、还是能源效率都是一件很有意义的事件！
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