一、什么是容器嚼酝？
容器這個詞浮还，當(dāng)你第一眼看它或許腦子里是這東西：瓶瓶罐罐、裝水闽巩、裝其他東西的玩意钧舌。
不管是什么，總的來說涎跨，容器給人第一印象就是——“裝”洼冻。
那今天我們要說的容器技術(shù)是怎么一個概念呢？其實(shí)隅很，IT里的容器技術(shù)是英文單詞Linux Container的直譯撞牢。container這個單詞有集裝箱、容器的含義（主要偏集裝箱意思）叔营。不過屋彪，在中文環(huán)境下，咱們要交流要傳授绒尊，如果翻譯成“集裝箱技術(shù)” 就有點(diǎn)拗口畜挥，所以結(jié)合中國人的吐字習(xí)慣和文化背景，更喜歡用容器這個詞婴谱。不過蟹但，如果要形象的理解Linux Container技術(shù)的話，還是得念成集裝箱會比較好谭羔。我們知道华糖，海邊碼頭里的集裝箱是運(yùn)載貨物用的，它是一種按規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化的鋼制箱子口糕。集裝箱的特色缅阳，在于其格式劃一，并可以層層重疊景描，所以可以大量放置在特別設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)洋輪船中（早期航運(yùn)是沒有集裝箱概念的十办，那時候貨物雜亂無章的放，很影響出貨和運(yùn)輸效率）超棺。有了集裝箱向族，那么這就更加快捷方便的為生產(chǎn)商提供廉價的運(yùn)輸服務(wù)。
因此棠绘，IT世界里借鑒了這一理念件相。早期再扭，大家都認(rèn)為硬件抽象層基于hypervisor的虛擬化方式可以最大程度上提供虛擬化管理的靈活性。各種不同操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)都能通過hypervisor（KVM夜矗、XEN等）來衍生泛范、運(yùn)行罢荡、銷毀。然而对扶，隨著時間推移，用戶發(fā)現(xiàn)hypervisor這種方式麻煩越來越多浪南。為什么？因?yàn)閷τ趆ypervisor環(huán)境來說络凿，每個虛擬機(jī)都需要運(yùn)行一個完整的操作系統(tǒng)以及其中安裝好的大量應(yīng)用程序。但實(shí)際生產(chǎn)開發(fā)環(huán)境里喷众，我們更關(guān)注的是自己部署的應(yīng)用程序各谚，如果每次部署發(fā)布我都得搞一個完整操作系統(tǒng)和附帶的依賴環(huán)境，那么這讓任務(wù)和性能變得很重和很低下到千。
基于上述情況，人們就在想赴穗，有沒有其他什么方式能讓人更加的關(guān)注應(yīng)用程序本身憔四，底層多余的操作系統(tǒng)和環(huán)境我可以共享和復(fù)用？換句話來說般眉，那就是我部署一個服務(wù)運(yùn)行好后了赵，我再想移植到另外一個地方，我可以不用再安裝一套操作系統(tǒng)和依賴環(huán)境甸赃。這就像集裝箱運(yùn)載一樣柿汛，我把貨物一輛蘭博基尼跑車（好比開發(fā)好的應(yīng)用APP），打包放到一容器集裝箱里埠对，它通過貨輪可以輕而易舉的從上海碼頭（CentOS7.2環(huán)境）運(yùn)送到紐約碼頭（Ubuntu14.04環(huán)境）络断。而且運(yùn)輸期間，我的蘭博基尼（APP）沒有受到任何的損壞（文件沒有丟失）项玛，在另外一個碼頭卸貨后貌笨，依然可以完美風(fēng)騷的賽跑（啟動正常）。
Linux Container容器技術(shù)的誕生（2008年）就解決了IT世界里“集裝箱運(yùn)輸”的問題襟沮。Linux Container（簡稱LXC）它是一種內(nèi)核輕量級的操作系統(tǒng)層虛擬化技術(shù)锥惋。Linux Container主要由Namespace和Cgroup兩大機(jī)制來保證實(shí)現(xiàn)昌腰。那么Namespace和Cgroup是什么呢？剛才我們上面提到了集裝箱膀跌，集裝箱的作用當(dāng)然是可以對貨物進(jìn)行打包隔離了遭商，不讓A公司的貨跟B公司的貨混在一起，不然卸貨就分不清楚了捅伤。那么Namespace也是一樣的作用劫流，做隔離。光有隔離還沒用暑认，我們還需要對貨物進(jìn)行資源的管理困介。同樣的，航運(yùn)碼頭也有這樣的管理機(jī)制：貨物用什么樣規(guī)格大小的集裝箱蘸际，貨物用多少個集裝箱座哩，貨物哪些優(yōu)先運(yùn)走，遇到極端天氣怎么暫停運(yùn)輸服務(wù)怎么改航道等等… 通用的粮彤，與此對應(yīng)的Cgroup就負(fù)責(zé)資源管理控制作用根穷，比如進(jìn)程組使用CPU/MEM的限制，進(jìn)程組的優(yōu)先級控制导坟，進(jìn)程組的掛起和恢復(fù)等等屿良。
二、容器技術(shù)的特點(diǎn)
容器的特點(diǎn)其實(shí)我們拿跟它跟硬件抽象層虛擬化hypervisor技術(shù)對比就清楚了惫周，我們之前也提到過，傳統(tǒng)的虛擬化（虛擬機(jī)）技術(shù)喷橙，創(chuàng)建環(huán)境和部署應(yīng)用都很麻煩登舞，而且應(yīng)用的移植性也很繁瑣菠秒，比如你要把vmware里的虛擬機(jī)遷移到KVM里就很繁瑣（需要做鏡像格式的轉(zhuǎn)換）践叠。那么有了容器技術(shù)就簡單了，總結(jié)下容器技術(shù)主要有三個特點(diǎn)：
\1. 極其輕量：只打包了必要的Bin/Lib轧简；
\2. 秒級部署：根據(jù)鏡像的不同哮独，容器的部署大概在毫秒與秒之間（比虛擬機(jī)強(qiáng)很多）；
\3. 易于移植：一次構(gòu)建舟扎，隨處部署睹限；
\4. 彈性伸縮：Kubernetes羡疗、Swam别洪、Mesos這類開源挖垛、方便、好使的容器管理平臺有著非常強(qiáng)大的彈性管理能力送矩。
三栋荸、容器的標(biāo)準(zhǔn)化
當(dāng)前蒸其，docker幾乎是容器的代名詞，很多人以為docker就是容器钥顽。其實(shí)，這是錯誤的認(rèn)識闽铐，除了docker 還有coreos兄墅。所以隙咸，容器世界里并不是只有docker一家。既然不是一家就很容易出現(xiàn)分歧藏否。任何技術(shù)出現(xiàn)都需要一個標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范它副签，不然各搞各的很容易導(dǎo)致技術(shù)實(shí)現(xiàn)的碎片化淆储，出現(xiàn)大量的沖突和冗余。因此本砰，在2015年灌具，由Google咖楣，Docker、CoreOS诱贿、IBM珠十、微軟凭豪、紅帽等廠商聯(lián)合發(fā)起的OCI（Open Container Initiative）組織成立了嫂伞，并于2016年4月推出了第一個開放容器標(biāo)準(zhǔn)帖努。標(biāo)準(zhǔn)主要包括runtime運(yùn)行時標(biāo)準(zhǔn)和image鏡像標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的推出污桦，有助于替成長中市場帶來穩(wěn)定性凡橱，讓企業(yè)能放心采用容器技術(shù)，用戶在打包躲惰、部署應(yīng)用程序后变抽，可以自由選擇不同的容器Runtime；同時诡宗，鏡像打包塔沃、建立蛀柴、認(rèn)證矫夯、部署训貌、命名也都能按照統(tǒng)一的規(guī)范來做递沪。
兩種標(biāo)準(zhǔn)主要包含以下內(nèi)容：
容器運(yùn)行時標(biāo)準(zhǔn) （runtime spec）
a). creating：使用 create 命令創(chuàng)建容器，這個過程稱為創(chuàng)建中 b). created：容器創(chuàng)建出來儒飒，但是還沒有運(yùn)行约素，表示鏡像和配置沒有錯誤，容器能夠運(yùn)行在當(dāng)前平臺 c). running：容器的運(yùn)行狀態(tài)乞而，里面的進(jìn)程處于 up 狀態(tài)，正在執(zhí)行用戶設(shè)定的任務(wù) d). stopped：容器運(yùn)行完成爪模，或者運(yùn)行出錯屋灌，或者 stop 命令之后，容器處于暫停狀態(tài)祠丝。這個狀態(tài)写半，容器還有很多信息保存在平臺中尉咕，并沒有完全被刪除
容器鏡像標(biāo)準(zhǔn)（image spec）
a). 文件系統(tǒng)：以 layer 保存的文件系統(tǒng)，每個 layer 保存了和上層之間變化的部分悔捶，layer 應(yīng)該保存哪些文件蜕该，怎么表示增加缓溅、修改和刪除的文件等; b). config 文件：保存了文件系統(tǒng)的層級信息（每個層級的 hash 值坛怪，以及歷史信息）袜匿，以及容器運(yùn)行時需要的一些信息（比如環(huán)境變量居灯、工作目錄怪嫌、命令參數(shù)、mount 列表）拌倍，指定了鏡像在某個特定平臺和系統(tǒng)的配置柱恤。比較接近我們使用 docker inspect 看到的內(nèi)容; c). manifest 文件：鏡像的 config 文件索引，有哪些 layer泡孩，額外的 annotation 信息仑鸥，manifest 文件中保存了很多和當(dāng)前平臺有關(guān)的信息; d). index 文件：可選的文件锈候，指向不同平臺的 manifest 文件泵琳，這個文件能保證一個鏡像可以跨平臺使用誊役，每個平臺擁有不同的 manifest 文件蛔垢，使用 index 作為索引鹏漆。
四艺玲、容器的主要應(yīng)用場景
容器技術(shù)的誕生其實(shí)主要解決了PAAS的層的技術(shù)實(shí)現(xiàn)括蝠。像OpenStack、Cloudstack這樣的技術(shù)是解決IAAS層的問題饭聚。IAAS層和PAAS層大家估計(jì)也聽得很多了忌警，關(guān)于他們的區(qū)別和特性我這里不在描述。那么容器技術(shù)主要應(yīng)用在哪些場景呢秒梳？目前主流的有以下幾種：
\1. 容器化傳統(tǒng)應(yīng)用 容器不僅能提高現(xiàn)有應(yīng)用的安全性和可移植性法绵，還能節(jié)約成本。
每個企業(yè)的環(huán)境中都有一套較舊的應(yīng)用來服務(wù)于客戶或自動執(zhí)行業(yè)務(wù)流程酪碘。即使是大規(guī)模的單體應(yīng)用朋譬，通過容器隔離的增強(qiáng)安全性、以及可移植性特點(diǎn)兴垦，也能從 Docker 中獲益此熬，從而降低成本。一旦容器化之后，這些應(yīng)用可以擴(kuò)展額外的服務(wù)或者轉(zhuǎn)變到微服務(wù)架構(gòu)之上扶关。
\2. 持續(xù)集成和持續(xù)部署 (CI/CD) 通過 Docker 加速應(yīng)用管道自動化和應(yīng)用部署，交付速度提高至少 13 倍。
現(xiàn)代化開發(fā)流程快速咆蒿、持續(xù)且具備自動執(zhí)行能力蒂破，最終目標(biāo)是開發(fā)出更加可靠的軟件。通過持續(xù)集成 (CI) 和持續(xù)部署 (CD)，每次開發(fā)人員簽入代碼并順利測試之后，IT 團(tuán)隊(duì)都能夠集成新代碼。作為開發(fā)運(yùn)維方法的基礎(chǔ)，CI/CD 創(chuàng)造了一種實(shí)時反饋回路機(jī)制荚斯，持續(xù)地傳輸小型迭代更改兽泣，從而加速更改，提高質(zhì)量。CI 環(huán)境通常是完全自動化的，通過 git 推送命令觸發(fā)測試，測試成功時自動構(gòu)建新鏡像诗眨，然后推送到 Docker 鏡像庫芋簿。通過后續(xù)的自動化和腳本，可以將新鏡像的容器部署到預(yù)演環(huán)境，從而進(jìn)行進(jìn)一步測試廓潜。
\3. 微服務(wù) 加速應(yīng)用架構(gòu)現(xiàn)代化進(jìn)程。
應(yīng)用架構(gòu)正在從采用瀑布模型開發(fā)法的單體代碼庫轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立開發(fā)和部署的松耦合服務(wù)味滞。成千上萬個這樣的服務(wù)相互連接就形成了應(yīng)用。Docker 允許開發(fā)人員選擇最適合于每種服務(wù)的工具或技術(shù)棧哪痰，隔離服務(wù)以消除任何潛在的沖突肋演，從而避免“地獄式的矩陣依賴”。這些容器可以獨(dú)立于應(yīng)用的其他服務(wù)組件，輕松地共享、部署该酗、更新和瞬間擴(kuò)展笨蚁。Docker 的端到端安全功能讓團(tuán)隊(duì)能夠構(gòu)建和運(yùn)行最低權(quán)限的微服務(wù)模型，服務(wù)所需的資源（其他應(yīng)用贷笛、涉密信息、計(jì)算資源等）會適時被創(chuàng)建并被訪問繁疤。
\4. IT 基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化 充分利用基礎(chǔ)設(shè)施，節(jié)省資金我衬。
Docker 和容器有助于優(yōu)化 IT 基礎(chǔ)設(shè)施的利用率和成本。優(yōu)化不僅僅是指削減成本俱恶，還能確保在適當(dāng)?shù)臅r間有效地使用適當(dāng)?shù)馁Y源合是。容器是一種輕量級的打包和隔離應(yīng)用工作負(fù)載的方法荔烧，所以 Docker 允許在同一物理或虛擬服務(wù)器上毫不沖突地運(yùn)行多項(xiàng)工作負(fù)載臀稚。企業(yè)可以整合數(shù)據(jù)中心赖条，將并購而來的IT資源進(jìn)行整合蜓氨，從而獲得向云端的可遷移性调炬，同時減少操作系統(tǒng)和服務(wù)器的維護(hù)工作语盈。
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