虚拟机和Docker的异同

【摘要】各种虚拟机技术开启了云计算时代;而Docker,作为下一代虚拟化技术,正在改变我们开发、测试、部署应用的方式。那虚拟机与Docker究竟有何不同呢?

首先,大家需要明确一点,Docker容器不是虚拟机。

当我第一次接触Docker的时候,我把它比做一种轻量级的虚拟机。这样做无可厚非,因为Docker最初的成功秘诀,正是它比虚拟机更节省内存,启动更快。Docker不停地给大家宣传,"虚拟机需要数分钟启动,而Docker容器只需要50毫秒"。

然而,Docker容器并非虚拟机,我们不妨来比较一下它们。

理解虚拟机

使用虚拟机运行多个相互隔离的应用时,如下图:

从下到上理解上图:

  1. 基础设施(Infrastructure)。它可以是你的个人电脑,数据中心的服务器,或者是云主机。
  2. 主操作系统(Host Operating System)。你的个人电脑之上,运行的可能是MacOS,Windows或者某个Linux发行版。
  3. 虚拟机管理系统(Hypervisor)。利用Hypervisor,可以在主操作系统之上运行多个不同的从操作系统。类型1的Hypervisor有支持MacOS的HyperKit,支持Windows的Hyper-V以及支持Linux的KVM。类型2的Hypervisor有VirtualBox和VMWare。
  4. 从操作系统(Guest Operating System)。假设你需要运行3个相互隔离的应用,则需要使用Hypervisor启动3个从操作系统,也就是3个虚拟机。这些虚拟机都非常大,也许有700MB,这就意味着它们将占用2.1GB的磁盘空间。更糟糕的是,它们还会消耗很多CPU和内存。
  5. 各种依赖。每一个从操作系统都需要安装许多依赖。如果你的的应用需要连接PostgreSQL的话,则需要安装libpq-dev;如果你使用Ruby的话,应该需要安装gems;如果使用其他编程语言,比如Python或者Node.js,都会需要安装对应的依赖库。
  6. 应用。安装依赖之后,就可以在各个从操作系统分别运行应用了,这样各个应用就是相互隔离的。

理解Docker容器

使用Docker容器运行多个相互隔离的应用时,如下图:

  1. 主操作系统(Host Operating System)。所有主流的Linux发行版都可以运行Docker。对于MacOS和Windows,也有一些办法"运行"Docker。
  2. Docker守护进程(Docker Daemon)。Docker守护进程取代了Hypervisor,它是运行在操作系统之上的后台进程,负责管理Docker容器。
  3. 各种依赖。对于Docker,应用的所有依赖都打包在Docker镜像中,Docker容器是基于Docker镜像创建的。
  4. 应用。应用的源代码与它的依赖都打包在Docker镜像中,不同的应用需要不同的Docker镜像。不同的应用运行在不同的Docker容器中,它们是相互隔离的。

对比虚拟机与Docker

Docker守护进程可以直接与主操作系统进行通信,为各个Docker容器分配资源;它还可以将容器与主操作系统隔离,并将各个容器互相隔离。虚拟机启动需要数分钟,而Docker容器可以在数毫秒内启动。由于没有臃肿的从操作系统,Docker可以节省大量的磁盘空间以及其他系统资源。

说了这么多Docker的优势,大家也没有必要完全否定虚拟机技术,因为两者有不同的使用场景。虚拟机更擅长于彻底隔离整个运行环境。例如,云服务提供商通常采用虚拟机技术隔离不同的用户。而Docker通常用于隔离不同的应用,例如前端,后端以及数据库。

时间: 05-29

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