《企業級容器云架構開發指南》—1.3　脫穎而出的容器技術

1.3　脫穎而出的容器技術

1.3.1　容器技術的歷史

X86上的虛擬機技術與容器技術基本上是并行獨立發展的，初期虛擬機技術占上風，到了2005年，容器技術開始慢慢脫穎而出。容器技術的發展離不開谷歌的推動，我們一直以為Docker公司是容器技術的領頭羊，但實際上谷歌才是容器技術真正的幕后推手。

谷歌的整個生產系統中一直沒有使用虛擬機技術，而是全部采用容器技術來支撐。在2015年的EuroSys會議上，谷歌公布了多年以來的容器集群方面的秘密：谷歌早些年構建了一個管理系統，它可以用來管理集群、容器、網絡以及命名系統。第一個版本被稱為Borg，后續版本稱為Omega。目前每秒會啟動大約7 000個容器，每周可能會啟動超過20億個容器。利用多年在大規模容器技術上的實踐經驗和技術積累，谷歌構建了一個基于Docker容器的開源項目Kubernetes，借此奠定了自己在容器界的霸主地位。

2006年KVM開始發展，隨后谷歌也開源了容器的底層核心技術Cgroups，Cgroups隨后被納入Linux內核中，接下來的開源項目LXC （Linux Container）提供了創建Linux容器的一站式API封裝，從此之后，容器技術開始被大家所關注，而Docker早期就采用了LXC項目來完成具體容器的創建過程。但LXC技術對環境的依賴性很強，在一臺機器上用LXC打包出來的鏡像，如果遷移到別的機器上運行就會出現問題。所以，容器技術一直沒有流行開來，Docker的出現徹底改變了容器技術的尷尬狀況。Docker對容器技術做了一次革命性升級，創建了自己一整套的分層文件系統，標準化了容器鏡像，使容器化在不同的環境、不同的操作系統遷移的時候，完全不受外界環境的影響，提高了整個系統的可遷移性，使容器化技術真正成為可實用的技術，徹底解決了LXC遷移性、獨立性、可管控性的問題。于是2013年以Docker為代表的容器技術開始爆發，從此以后，Docker成為容器技術的代言人。

2015年也成為容器化發展歷程上的一個重要里程碑，全球容器化標準組織云原生計算基金會（Cloud Native Computing Foundation，CNCF）正式成立，這是由谷歌策劃、Linux基金會支持的一個新組織，旨在推動容器技術標準化發展。2016年，微軟在其Windows Server 2016操作系統版本里首次支持Docker，解決了基于Windows系統使用容器的難題。這樣一來，未來Docker不僅可以運行在Linux上，也可以在Windows上運行，我們可以看到，容器正在改變整個世界，不管是什么樣的操作系統，容器技術都已經開始得到支撐。

提到容器，我們經常會碰到一個問題：容器和虛擬機真正的區別是什么？圖1-7很好地解釋了虛擬機和容器的區別。

圖1-7左側是虛擬機，我們看到，虛擬機需要一個完整的操作系統，而容器則是共享同一個宿主機的操作系統，因此容器是非常輕量級的，容器里面僅僅包括相關的用戶代碼和所依賴的類庫，因此容器也被稱為是進程級的虛擬化。在一個操作系統上建立一個容器，實際上就相當于在一個操作系統上建立一個應用，因此它的啟動速度和響應速度與虛擬機完全不在一個層面上。

另外，兩者打包的鏡像尺寸大小也不同，因為要包含一個完整的操作系統和各種類庫，所以虛擬機的鏡像非常大，一個生產環境中的虛擬機的鏡像經常超過1 GB，但是容器化鏡像通常只有幾十到幾百兆。此外，鏡像大小會大大影響整個系統彈性伸縮和快速部署的速度，例如，容器可以實現秒級的快速彈性伸縮，最主要的原因就是它的鏡像尺寸比虛擬機要小很多，很快就能通過網絡下載到目標機器并啟動起來，而虛擬機可能僅僅下載鏡像就需要幾分鐘，甚至更長的時間。

容器也可以部署在虛擬機上，那么，容器直接部署在物理機上還是部署在虛擬機上好？這是目前業界經常爭論的焦點，目前的容器尤其是電信行業的容器，一般部署在裸機上，因為在虛擬機上部署容器會經過兩層的虛擬化，網絡I/O和存儲I/O都會受到很大的影響，因此建議容器尤其是關鍵類的應用最好部署在裸機上，這樣在管理上、擴展上就完全沒有障礙。但是如果公司內部已經有基于虛擬機的私有云平臺，在上面部署容器也沒有太大問題，不過需要將性能損耗考慮其中。

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