“论何为容器”

引言：云计算永不过时，容器技术蓄势待发

为什么要阐述容器技术？

    云计算的技术已经发展了几十年了，呈现出相当成熟的商业应用，越成熟显现出来的弊端也就越多。随着技术的进步和引进，国内从2017后对容器技术特别热衷，几大头部互联网厂商均开始孵化出自己的产品然后在推向市场，到2021年的今天，容器技术仍属于国内少数高端玩家的热捧， 但是可以预见的是容器是在云计算之后又一门新兴的商业推广。

一.背景

    云计算的诞生与VM的使用，物理机的使用场景被极大地压缩到了像数据库系统这样的特殊类型应用上面，现有虚拟化技术方案，无法回避两个主要的问题，一是虚拟化Hypervisor管理软件本身的资源消耗与磁盘IO性能降低；二是虚拟机仍然还是一个独立的操作系统，对业务应用显得太重了，导致处理虚拟机的扩缩容与配置管理工作时效率低下。后来诞生了容器技术，业务应用直接运行在物理主机的操作系统之上，直接读写磁盘，应用之间通过计算、存储和网络资源的命名空间进行隔离，为每个应用形成一个逻辑上独立的“容器操作系统”。

    Container（容器）是一种更轻量级，更灵活的应用开发处理方式，它将一个应用程序所需的一切打包在一起。容器包括所有代码，各种依赖甚至操作系统，这让应用程序几乎在任何地方都可以运行。因此它的诞生，解决了一个重要问题：如何确保应用程序从一个环境移动到另一个环境的正确运行。它只是虚拟了操作系统，而不像虚拟机一样去虚拟底层计算机。

    容器云是通过容器（docker）技术，在集群服务器上部署容器服务实现的云服务产品，容器云仅和宿主机共享硬件资源+操作系统，和其他容器共享内核，实现资源的动态分配。支持负载均衡+弹性扩容，可作虚拟主机、云主机、集群服务。

二.容器的发展与现状

   

1979年，Unix v7系统支持chroot，为应用构建一个独立的虚拟文件系统视图。

1999年，FreeBSD 4.0支持jail，第一个商用化的OS虚拟化技术。

2004年，Solaris 10支持Solaris Zone，第二个商用化的OS虚拟化技术。

2005年，OpenVZ发布，非常重要的Linux OS虚拟化技术先行者。

2004年 ~ 2007年，Google 内部大规模使用 Cgroups 等的OS虚拟化技术。

2006年，Google开源内部使用的process container技术，后续更名为cgroup。

2008年，Cgroups 进入了 Linux 内核主线。

2008年，LXC（Linux Container）项目具备了Linux容器的雏型。

2011年，CloudFoundry开发Warden系统，一个完整的容器管理系统雏型。

2013年，Google通过Let Me Contain That For You(LMCTFY)开源内部容器系统。

2013年，Docker项目正式发布，让Linux容器技术逐步席卷天下。

2014年，Kubernetes项目正式发布，容器技术开始和编排系统起头并进。

    注释：Kubernetes是Google开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。

2015年，由Google，Redhat、Microsoft及一些大型云厂商共同创立了CNCF，云原生浪潮启动。

2016年-2017年，容器生态开始模块化、规范化。CNCF接受Containerd、rkt项目，OCI发布1.0，CRI/CNI得到广泛支持。

2017年-2018年，容器服务商业化。AWS ECS，Google EKS，Alibaba ACK/ASK/ECI，华为CCI，Oracle Container Engine for Kubernetes；VMware，Redhat和Rancher开始提供基于Kubernetes的商业服务产品。

2017年-2019年，容器引擎技术飞速发展，新技术不断涌现。2017年底Kata Containers社区成立，2018年5月Google开源gVisor代码，2018年11月AWS开源firecracker，某公司发布安全沙箱1.0。

2020年-202x年，容器引擎技术升级，Kata Containers开始2.0架构，某公司发布沙箱容器2.0....

三.容器的架构

轻量级：

容器通常位于物理服务器及其主机操作系统之上。它可以通过单个操作系统安装来运行多个工作环境。因此容器特别 “轻” —— 它们只有几兆字节，只需几秒钟即可启动

可移植性：

目前容器技术的现代形式主要体现在应用程序容器化（如 Docker）和系统容器化（如 LXC）中。这两种形式的容器都能让 IT 团队从底层架构中抽象出程序代码，从而实现跨各种部署环境的可移植性。

降低成本：

内存，CPU 和存储效率的提高是容器技术的关键优势。由于可以在同一基础架构上支持更多容器，那么这些资源的减少就可以转化为巨大的成本节省，同时还可以减少管理开销。

传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统，在该系统上再运行所需应用进程；而容器内的应用进程直接运行于宿主的内核，容器内没有自己的内核，而且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更为轻便。

四.工作视角

1.容器和容器之间只是进程级别的隔离，而虚拟机是完全的资源隔离

2.容器的启动是秒级甚至可以更短

3.容器使用宿主机操作系统内核，虚拟机使用完全独立的自己的内核

4.容器的局限性是目前需要运行在64位操作系统上，而虚拟机还可以运行在其他位数的操作系统上

五.容器云厂商

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yixuexi

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