《云計算與虛擬化技術叢書 深入淺出Serverless：技術原理與應用實踐》—2.3容器

2.3　容器

2.3.1　容器技術的興起

隨著云計算的日益流行，用戶對云的接受程度也日益提升。用戶的計算資源從原有的私有數據中心擴展至云計算平臺。應用仍然是用戶關注的一個核心問題。隨著計算資源邊界的擴張，應用也需要從私有數據中心遷移到云上。對于很多用戶而言，云和非云環境并不是二選一，而是兩者都需要。云和非云環境在相當長的一段時間內將同時存在。應用如何快速地在云和非云環境中遷移成為一個重要的問題。此外，越來越多的用戶在他們的云戰略中包含了不止一個云。為了有更高的可用性，避免廠商的鎖定，一些實力雄厚的客戶往往同時是多家云平臺供應商的客戶。因此實現應用在不同云環境中的快速遷移也成為一個重要的需求。

混合云環境的示意圖如圖2-5所示。

圖2-5　混合云環境

在IaaS模式下，云平臺底層的計算資源是以物理機（Bare Metal）或虛擬機的形式提供的，這些計算資源過于“笨重”，難以在不同的環境中被快速地“移動”。通過IaaS，用戶可以方便快速地獲取大量的計算資源：主機。但是應用并不能直接消費主機。用戶必須在主機上安裝應用所需要的中間件，添加應用所需要的系統配置，然后再對應用進行配置才行，這些工作都拖慢了整個應用交付流程的節奏。相對而言，PaaS則沒有這些效率低下的步驟，用戶只需要關注應用，無須過度關注底層。但是傳統PaaS的一個問題在于，PaaS平臺對應用有入侵性。為了享用PaaS平臺提供的一些高級功能，應用必須在代碼中引入PaaS平臺的API。這種入侵性導致應用在不同云環境中的遷移變得困難。

容器（Container）技術的出現為前文提及的問題提供了一個很好的解決方案。容器技術以一種稱為容器鏡像（Container Image）的打包格式為基礎，擴大了應用交付件的邊界。與以往應用交付件只包含應用本身不同，容器鏡像中不僅包含編譯構建后的應用，還包含應用所依賴的中間件、類庫和操作系統設置等配置，可以為應用的運行提供一個完整的環境。以操作系統的內核為基礎，容器引擎在主機之上可以快速實例化容器鏡像，生成一個或多個容器實例。容器技術的出現，解決了應用消費主機資源效率低下的問題，使得應用可以被快速地部署到龐大的計算集群中去。容器以操作系統內核為基礎，保證了可移植性，讓應用可以在不同的云環境中，甚至不同的非云環境中被方便地遷移。與IaaS相比，容器比虛擬機和物理機更加小巧和靈活，便于在不同環境之間傳輸。與傳統的PaaS相比，容器有更清晰的邊界，對應用沒有入侵性，極大地提高了應用的可遷移性。

經過幾年的迅速發展，容器已經不容置疑地成為云計算的一項關鍵基礎技術。Docker（現在已經更名為Moby項目）已成為容器引擎的事實標準。Kubernetes也在競爭中脫穎而出，成為容器編排（Orchestration）平臺的事實標準。通過Kubernetes這樣的容器編排平臺，容器鏡像可以快速地被部署到成百上千的主機上。Kubernetes成為一種類似操作系統的存在，有的人認為Kubernetes就是一種云操作系統。傳統的操作系統只管理一臺主機上的CPU、內存、磁盤和網絡資源，而Kubernetes則掌控著數據中心中成百上千臺主機的資源。

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