虚拟化向容器化发展

0 容器的趋势所向

  IT企业的软件开发模型由传统的客户端/服务端模型，变成浏览器/服务器模型；由物理机变成虚拟机，再变成IaaS（基础架构云）和PaaS（应用云）。通过近些年的云化，很多企业实现了基础架构资源（虚拟机、网络、存储和数据库等资源）的云化和池化，用户可以通过云化讯处的获取业务应用所需的机器、数据库以及数据存储。当上层业务和下层基础架构资源完备后，中间的一个连接就应运而生——容器化，通过容器方案实现应用在基础架构资源上的“一键式”部署，快速（原来的应用需要几天甚至十几天才能全部部署完毕，现在只需要一天甚至几个小时就可以部署完毕）、便捷（原来的应用需要jar、war、rpm等方式部署，现在只需要镜像和容器化平台）且成本低（应用成本、资源成本，还有重要的人力成本在降低）。

1 虚拟机和容器化比较

1）容器更加轻量级，允许在相同的硬件上运行更多数量的组件。每个虚拟机需要运行自己的一组系统进程，进程是运行在不同的操作系统上的。而一个容器仅仅是运行在宿主机上被隔离的单个进程，仅消耗应用容器消耗的资源，不会有其他进程的开销。容器低消耗。
2）虚拟机提供完全隔离的环境，每个虚拟机运行在它自己的Linux内核上，容器是调用同一个内核。

2 容器实现隔离机制

两种方式： Linux命名空间；Linux控制组（cgroups）

2.1 用Linux命名空间隔离进程

  Linux命名空间使每个进程只看到自己的系统视图（文件、进程、网络接口、主机名等）
  默认，每个Linux系统起始有一个命名空间，所有系统资源（如文件系统、用户ID、网络接口等）属于这个命名空间，但可以创建额外的命名空间，以及在它们之间组织资源，一个进程可以运行在其中一个命名空间中，该进程只能看到该命名空间下的资源。
  命名空间用于隔离一组特定的资源，命名空间类型如下：

• Mount（mnt）
• Process ID（pid）
• Network（net）
• Inter-process communication（ipd）
• UTS
• User ID（user）

2.2 Linux控制组

  通过cgroups限制容器能使用的系统资源，cgroups升级一个Linux内容功能，可以限制一个进程或者一组进程的资源使用，一个进程的资源（CPU、内存、网络带宽等）使用量是不可以超过被分配的量。