Docker虚拟化技术系列之-虚拟化入门

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  通俗的说，虚拟化就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构间的壁垒，计算元件运行在虚拟的基础上而不是真实的基础上，可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。        允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率，是一个为了简化管理，优化资源的解决方案。

目前主流的虚拟化技术主要有：KVM、Xen、VMware、VirtualBox、Docker，虚拟化技术也越来越广泛的应用在企业中，例如Taobao、Google等。

虚拟化原理：虚拟化解决方案的底部是要进行虚拟化的物理机器。这台机器可能直接支持虚拟化，也可能不会直接支持虚拟化；那么就需要系统管理程序 层的支持。系统管理程序(Virtual machine monitor)，或称为 VMM，可以看作是平台硬件和操作系统的抽象化。在某些情况中，这个系统管理程序就是一个操作系统；此时，它就称为主机操作系统。

图 1. 虚拟化的分层抽象

完全拟化技术实际上是通过软件实现对操作系统的资源再分配，比较成熟，例如我们的KVM、virtualBOX；

而半虚拟化技术则是通过代码修改已有的系统，形成一种新的可虚拟化的系统，调用硬件资源去安装多个系统，整体速度上相对高一点，代表产品有Xen。

而Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化。

容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app）。几乎没有性能开销,可以很容易地在机器和数据中心中运行。最重要的是,他们不依赖于任何语言、框架或包括系统。

“Docker”应该是2014年最火爆的技术之一，如果没有听说过，那么你就out了，2015年将开启新的跨越。

Docker 自开源后受到广泛的关注和讨论，以至于 dotCloud 公司后来都改名为 Docker Inc。Redhat 已经在其 RHEL6.5 中集中支持 Docker；Google 也在其PaaS 产品中广泛应用。

Docker 项目的目标是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案。 Docker 的基础是 Linux 容器（LXC）等技术。

在 LXC 的基础上Docker 进行了进一步的封装，让用户不需要去关心容器的管理，使得操作更为简便。用户操作 Docker 的容器就像操作一个快速轻量级的虚拟机一样简单。

下面对比了Docker 和传统虚拟化（KVM、XEN等）方式的不同之处，容器是在操作系统层面上实现虚拟化，直接复用本地主机的操作系统，而传统方式则是在硬件的基础上，虚拟出自己的系统，再在系统上部署相关的APP应用。

下图为传统虚拟化方案：

如下为Docker虚拟化方案：

Docker虚拟化有三个概念需要理解，分别镜像、容器、仓库。

1)      镜像：docker的镜像其实就是模板，跟我们常见的ISO镜像类似，是一个样板。

2)      容器：使用镜像常见的应用或者系统，我们称之为一个容器。

3)      仓库：仓库是存放镜像的地方，分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式。

跟传统VM比较具有如下优点：1)      操作启动快运行时的性能可以获取极大提升，管理操作（启动，停止，开始，重启等等） 都是以秒或毫秒为单位的。2)      轻量级虚拟化你会拥有足够的“操作系统”，仅需添加或减小镜像即可。在一台服务器上可以布署100~1000个Containers容器。但是传统虚拟化，你虚拟10-20个虚拟机就不错了。3)      开源免费开源的，免费的，低成本的。由现代Linux内核支持并驱动。注* 轻量的Container必定可以在一个物理机上开启更多“容器”，注定比VMs要便宜。4)      前景及云支持正在越来越受欢迎，包括各大主流公司都在推动docker的快速发展，性能有很大的优势。跟传统VM比较具有如下缺点：1)      目前知道的人比较少；2)      相关的技术资料欠缺 ；3）go语言还没有完全成熟；