краткое содержание:

В этой статье сравниваются и анализируются контейнеры Docker и традиционные технологии виртуализации, уделяя особое внимание их преимуществам, недостаткам и применимости в различных сценариях. Углубившись в такие аспекты, как легкость Docker, быстрый запуск, портативность, а также изоляция и безопасность традиционной виртуализации, мы пришли к выводу о важности принятия правильного решения, основанного на конкретных потребностях при выборе технологии виртуализации. Кроме того, мы продемонстрировали преимущества и эффекты Docker в практических сценариях, таких как быстрое развертывание сред разработки, поддержка микросервисной архитектуры и развертывание с непрерывной интеграцией.

введение:

С развитием облачных вычислений и технологий контейнеризации Docker как современная технология виртуализации привлекает все большее внимание. Она имеет очевидные отличия от традиционной технологии виртуализации, включая такие преимущества, как легкость, быстрый запуск и высокая мобильность. Цель этой статьи — помочь читателям лучше понять их различия и преимущества путем сравнения контейнеров Docker с традиционными технологиями виртуализации и предоставить разумные предложения для различных сценариев. Мы рассмотрим важную роль контейнеров Docker в практических приложениях и способы их объединения для достижения более гибкого метода развертывания.

Предисловие:

Технология виртуализации предоставляет больше возможностей для разработки и развертывания современных приложений, а контейнеры Docker, как новая технология виртуализации, возглавляют новую тенденцию в развертывании приложений. В этой статье будут подробно представлены различия и преимущества контейнеров Docker и традиционной технологии виртуализации, а также проанализирована их применимость в различных сценариях приложений. Мы надеемся, что благодаря углубленному обсуждению в этой статье читатели смогут лучше понять ценность и преимущества контейнеров Docker и предоставить более точные технические решения и рекомендации для практического применения.

1. Что такое Докер?

Docker — это платформа контейнеризации с открытым исходным кодом, которая помогает разработчикам и операционным группам легче создавать, развертывать и запускать приложения. Docker использует возможности операционной системы Linux, такие как пространства имен и контрольные группы, для реализации контейнеризации в технологии виртуализации. Контейнер — это легкая независимая среда выполнения, содержащая приложение и все компоненты, от которых оно зависит, например файлы библиотек, файлы конфигурации и среды выполнения.

С помощью Docker разработчики могут упаковать приложение и его зависимости в один исполняемый файл, называемый образом Docker. Этот образ содержит код приложения, среду выполнения и все зависимости, что позволяет приложению одинаково работать в любой среде с поддержкой Docker, будь то среда разработки, тестирования или рабочая среда.

Важной особенностью Docker является то, что он предоставляет простой и быстрый инструмент управления контейнерами, который может создавать, запускать, останавливать, удалять и другие операции с контейнерами через командную строку или графический интерфейс. Это позволяет разработчикам более эффективно управлять жизненным циклом приложений и быстрее создавать, тестировать и развертывать приложения.

Популярность Docker обусловлена ​​его высокой портативностью, эффективностью использования ресурсов и быстрым запуском. Он стал ключевым компонентом современных облачных вычислений и технологий оркестрации контейнеров, внося революционные изменения в развертывание приложений и управление ими.

2. Что такое контейнеры и виртуализация?

В этом разделе мы рассмотрим контейнеры и традиционные технологии виртуализации, такие как виртуальные машины на базе гипервизора, и объясним, как они работают и чем они отличаются.

2.1 Традиционная технология виртуализации: виртуальная машина на базе гипервизора

Традиционная технология виртуализации в основном основана на гипервизоре, также известном как монитор виртуальных машин (VMM), который представляет собой программный или аппаратный уровень, позволяющий запускать несколько виртуальных машин на физическом оборудовании. Эти виртуальные машины полностью независимы, и каждая виртуальная машина имеет собственную операционную систему (гостевую ОС), работающую на виртуальном оборудовании. Гипервизор отвечает за разделение физических аппаратных ресурсов на несколько виртуальных ресурсов и обеспечение их изоляции друг от друга во избежание взаимного вмешательства.

Традиционная технология виртуализации работает следующим образом:

1. Гипервизор устанавливается непосредственно на физическое оборудование и имеет доступ к аппаратным ресурсам, таким как ЦП, память и хранилище.
2. каждыйвиртуальная машина под управлением Гипервизора, их Операционная система и приложения, а также виртуальное оборудование работают в среде виртуализации.
3. Гипервизор отвечает за создание, уничтожение и управление виртуальной машиной, обеспечивая изоляцию и безопасность ресурсов между ними.
4. Потому что каждая виртуальная все машины имеют свою собственную операционную системы, поэтому они могут быть разными. Операционная системы, такие как Windows, Linux и т. д.

2.2 Docker-контейнеры: виртуализация с изоляцией на уровне процессов

По сравнению с традиционной технологией виртуализации, в контейнерах Docker используется другой метод виртуализации. Это упрощенная виртуализация, основанная на изоляции на уровне процессов. Контейнеры Docker не требуют гипервизора и запускаются непосредственно в операционной системе хоста.

Вот как работают контейнеры Docker:

1. Docker использует возможности ядра Linux,Например, пространства имен и контрольные группы,Реализуйте изоляцию на уровне процесса и ограничения ресурсов между контейнерами.
2. Каждый Docker работает на общем хосте Операционная система, но каждый имеет свою собственную файловую систему, сетевое пространство и пространство процессов.
3. контейнер и хост, общее ядро ​​операционной системы,Таким образом, запуск и остановка контейнера происходят очень быстро.,И это практически не требует дополнительных ресурсов.
4. Docker-образ — основа для запуска контейнера,Он содержит приложение и все его зависимости. контейнер можно создать из зеркала,Подобно тому, как класс создается из объекта.

2.3 Разница между Docker-контейнерами и традиционной виртуализацией

Традициявиртуализациятехнология（на основеHypervisorизвиртуальная Разница между машиной) и Dockerконтейнером в основном отражается в следующих аспектах:

1. Потребление ресурсов: традиционная технология виртуализации требует дополнительного уровня гипервизора, поэтому ее сложно запустить и запустить виртуальную. машина будет занимать больше системных ресурсов, а Docker-контейнер общий хостинг Операционная Ядро системы потребляет меньше ресурсов.
2. Время запуска: Так как контейнер Docker не требует запуска полной Операционной ядра системы, поэтому время их загрузки короче, чем у традиционной виртуальной машины. машина быстрее.
3. развертывать Сложность: традиционная технология виртуализации требует предварительной установки и настройки полной операционной системы. система, а Docker-контейнер может быстро развертывать приложения и их зависимости путем зеркалирования.
4. Изоляция: Традиционная технология виртуализации обеспечивает полную изоляцию каждой виртуальной машины. машина работает в независимой среде, а контейнер Docker использует изоляцию на уровне процесса, и они используют общий хост. Ядро системы.

Подводя итог, контейнеры Docker имеют преимущества перед традиционной технологией виртуализации с точки зрения легкости, времени запуска и сложности развертывания. Однако для сценариев, требующих полной изоляции, традиционная технология виртуализации по-прежнему является лучшим выбором. В соответствии с требованиями различных приложений вы можете гибко выбирать подходящую технологию виртуализации.

3. Преимущества Docker-контейнеров

Контейнеры Docker имеют множество уникальных преимуществ по сравнению с традиционными виртуальными машинами. Эти преимущества включают в себя:

• Легкий: Мы объясним контейнер Docker в сравнении с традиционной виртуальной. Легкий характер машины и исследует ее преимущества для более эффективного использования системных ресурсов.
• быстрый старт: Объясним быстроту Dockerконтейнера запускать и останавливать, а также объяснять его преимущества во время разработки, тестирования и развертывания.
• Легко мигрировать: Мы подробно рассмотрим высокий уровень переносимости контейнера Docker между платформами и средами, а также то, как он упрощает процесс развертывания.
• экосистема: Мы представим Docker-экосистему и репозиторий контейнеров.,Особенно Docker Hub подчеркивает важность совместного использования зеркал-контейнеров.

Вставьте сюда описание изображения

Как современная технология виртуализации, контейнеры Docker имеют множество уникальных преимуществ перед традиционными виртуальными машинами. Эти преимущества подробно описаны ниже, а также преимущества, которые они приносят в практическом применении:

3.1 Легкий вес

Контейнеры Docker очень легкие по сравнению с традиционными виртуальными машинами. Традиционная технология виртуализации требует запуска полной операционной системы на каждой виртуальной машине, включая ядро ​​операционной системы и все необходимые файлы библиотеки. Контейнеры Docker позволяют избежать накладных расходов, связанных с многократной загрузкой нескольких ядер операционной системы, за счет совместного использования ядра операционной системы хоста. Благодаря этому контейнеры Docker потребляют меньше ресурсов и становятся более эффективными.

Благодаря своему легкому весу контейнеры Docker могут запускать больше экземпляров контейнера на одних и тех же аппаратных ресурсах, тем самым улучшая использование аппаратных ресурсов и снижая эксплуатационные расходы.

3.2 Быстрый старт

Для запуска традиционной виртуальной машины требуется запуск всей операционной системы, включая ядро ​​операционной системы, службы и приложения, поэтому время запуска относительно велико. Когда контейнер Docker запускается, ему нужно только загрузить приложение и его зависимости, не запуская всю операционную систему, поэтому время запуска очень быстрое.

Быстрый запуск — главное преимущество контейнеров Docker. В процессе разработки, тестирования и развертывания он может значительно сократить время ожидания и повысить эффективность разработки и развертывания.

3.3 Простота миграции

Контейнеры Docker очень портативны и их можно легко перемещать в разных средах, включая разные операционные системы, облачные платформы или физические серверы.

Когда создается Docker-контейнер, он содержит все приложения и зависимости для формирования образа. Это изображение можно быстро скопировать и перенести в другие среды. Просто запустите этот образ в целевой среде, чтобы воспроизвести тот же экземпляр контейнера без перенастройки и установки приложения.

Такая высокая степень переносимости упрощает развертывание и расширение приложений в различных средах, что значительно снижает сложность развертывания и обслуживания.

3.4 Экосистема

У Docker богатая экосистема, самой известной частью которой является Docker Hub. Docker Hub — это общедоступное хранилище образов контейнеров, в котором хранятся десятки тысяч предварительно созданных образов контейнеров. Эти изображения охватывают множество различных приложений и сервисов, включая часто используемые базы данных, веб-серверы, среды разработки и т. д.

С помощью Docker Hub разработчики могут быстро получать и обмениваться образами контейнеров, избегая процесса создания образов с нуля, экономя много времени и энергии. В то же время это также способствует сотрудничеству сообщества и обмену знаниями, делая экосистему Docker более процветающей.

docker pull 

В целом, легкий вес, быстрый запуск, высокая мобильность и богатая экосистема контейнеров Docker делают его предпочтительной технологией для разработки и развертывания современных приложений. Это не только улучшает использование ресурсов и эффективность разработки, но также значительно упрощает процесс развертывания и обслуживания приложений.

4. Преимущества традиционной технологии виртуализации

Хотя контейнеры Docker имеют множество преимуществ, традиционная технология виртуализации по-прежнему имеет преимущества в определенных сценариях, особенно:

• полная изоляция: Мы объясним традиционный метод виртуализации полной изоляционный секс и то, как он отвечает конкретным сценариям потребностей в безопасности и изоляции.
• различное использование: Объясним традицию виртуальная Преимущества машины в некоторых конкретных сценариях, например, при выполнении различных операций. системы или когда этого требует конкретное приложение.

Хотя контейнеры Docker обладают уникальными преимуществами во многих аспектах, традиционные технологии виртуализации, особенно виртуальные машины на базе гипервизора, по-прежнему имеют преимущества в определенных сценариях. Вот два основных преимущества традиционной технологии виртуализации:

4.1 Полная изоляция

Традиционная технология виртуализации обеспечивает полную изоляцию. Каждая виртуальная машина работает в независимой виртуальной среде и полностью изолирована друг от друга. Такая изоляция гарантирует, что ресурсы, сети и хранилище между разными виртуальными машинами не влияют друг на друга, что имеет очевидные преимущества с точки зрения безопасности и стабильности.

В некоторых сценариях, чувствительных к безопасности, особенно в средах облачных вычислений, где аппаратные ресурсы являются общими, изоляция традиционной технологии виртуализации очень важна. Это предотвращает негативное влияние любого вредоносного поведения между виртуальными машинами или неожиданных сбоев на другие виртуальные машины и хост-систему.

4.2 Различные варианты использования

Традиционные виртуальные машины имеют преимущества в определенных сценариях, особенно в следующих:

• Работа с разными операционными системами: Традиционная технология виртуализации позволяет запускать разные типы виртуальных машин на одном физическом сервере. машина,включая разные Операционная система. Это может быть очень полезно в сложных ситуациях, например, при одновременном запуске виртуальной Windows на одном и том же оборудовании. машинаиLinuxвиртуальная машина。
• Особые требования к заявке: Для некоторых конкретных приложений, особенно тех, которые несовместимы или требуют определенных конфигураций оборудования, традиционная технология виртуализации может обеспечить лучшую поддержку. Потому что каждая виртуальная Компьютер можно настраивать и управлять им независимо, поэтому необходимые ресурсы можно выделить конкретному приложению.

Хотя традиционная технология виртуализации имеет преимущества в некоторых аспектах, она также приводит к увеличению затрат ресурсов и времени запуска. По сравнению с контейнерами Docker, каждая виртуальная машина требует полноценной операционной системы и большего количества ресурсов, что относительно мало с точки зрения использования ресурсов и времени запуска.

Таким образом, хотя традиционная технология виртуализации по-прежнему имеет преимущества в определенных сценариях, контейнеры Docker, как современная и легкая технология виртуализации, в большинстве случаев более популярны, поскольку могут обеспечить более высокое использование ресурсов, более быстрое время запуска и большую переносимость. Выбор правильной технологии виртуализации следует учитывать с учетом требований и сценариев конкретных приложений.

5. Сравнение Docker и традиционной виртуализации

Контейнеры Docker и традиционная технология виртуализации (виртуальные машины на базе гипервизора) являются технологиями виртуализации, но они существенно различаются в некоторых ключевых аспектах. В этом разделе мы сравним преимущества и недостатки контейнеров Docker и традиционных технологий виртуализации, а также их применимость в различных сценариях применения.

5.1 Потребление ресурсов и производительность

Докер-контейнер: Поскольку контейнеры Docker используют ядро ​​операционной системы хоста, они более легкие и потребляют меньше ресурсов, чем традиционные виртуальные машины. Каждый контейнер содержит только приложение и его зависимости и не требует дополнительной операционной системы, что приводит к более быстрому запуску и меньшему использованию пространства на жестком диске.

Традиционная технология виртуализации: Традиционные виртуальные машины должны работать под управлением полной операционной системы, включая ядро ​​операционной системы и необходимые файлы библиотеки. Это делает традиционные виртуальные машины относительно низкими с точки зрения использования ресурсов и времени запуска, а также занимают больше места на жестком диске.

применимость: В сценариях, требующих более высокого использования ресурсов и более быстрого запуска, контейнеры Docker являются более подходящим выбором. Контейнеры Docker могут лучше удовлетворить потребности эластичного масштабирования и быстрого развертывания, особенно в средах облачных вычислений.

5.2 Изоляция и безопасность

Докер-контейнер: Контейнеры Docker используют изоляцию на уровне процессов и используют ядро ​​операционной системы хоста. Эта изоляция слабее, чем традиционная технология виртуализации, и контейнеры могут получать доступ к ресурсам одного и того же ядра. Хотя Docker в значительной степени поддерживает изоляцию, в сценариях, чувствительных к безопасности, она может быть не такой полной, как традиционная технология виртуализации.

Традиционная технология виртуализации: Традиционные виртуальные машины работают в полностью изолированных виртуальных средах, и каждая виртуальная машина имеет собственную операционную систему и ядро. Эта полная изоляция гарантирует, что ресурсы между виртуальными машинами не мешают друг другу, обеспечивая более высокий уровень безопасности.

применимость: В сценариях с более высокими требованиями к безопасности традиционная технология виртуализации может оказаться лучшим выбором. Полная изоляция традиционных виртуальных машин может лучше защитить данные и ресурсы между разными пользователями, особенно в многопользовательских облачных средах.

5.3 Портативность и простота развертывания

Докер-контейнер: Контейнеры Docker очень портативны, и изображения можно легко перемещать в разных средах. Переносимость контейнеров позволяет приложениям беспрепятственно переключаться между средами разработки, тестирования и производства, что значительно упрощает процесс развертывания.

Традиционная технология виртуализации: Традиционные виртуальные машины также можно перенести, но по сравнению с контейнерами Docker процесс миграции относительно сложен. Миграция виртуальных машин предполагает перенос всего образа виртуальной машины и операционной системы, что требует больше времени и ресурсов.

применимость: Портативность и простота развертывания контейнеров Docker делают их лучшим выбором в сценариях, когда приложения необходимо часто переносить или развертывать в разных средах. Преимущества контейнеров Docker становятся еще более очевидными, особенно в средах непрерывной интеграции и непрерывного развертывания (CI/CD).

5.4 Комплексные рекомендации

На основе приведенного выше сравнения мы можем дать следующие комплексные рекомендации:

• Для сценариев, чувствительных к ресурсам, требующих высокой производительности и быстрого запуска: Docker — лучший выбор, особенно подходящий для сценариев облачных вычислений и оркестрации.
• Для мультитенантных сред, чувствительных к безопасности: Традиционная технология полной виртуализации изоляция обеспечивает более высокий уровень безопасности и больше подходит для сценариев, требующих строгой изоляции.
• В случае гибкого развертывания: Docker-контейнер и традиционные методы виртуализации можно использовать в сочетании. Например, использование традиционной виртуальной для основных сервисов и конфиденциальных данных. машину изолировать, одновременно интегрируя приложения и среды разработки с помощью Docker-контейнера для быстрого развертывания.

Таким образом, контейнеры Docker и традиционные технологии виртуализации имеют свои преимущества. Вы можете выбрать подходящую технологию виртуализации на основе конкретных требований и сценариев приложения или даже использовать их вместе для достижения более гибкого и эффективного метода развертывания.

6. Варианты использования

Случай 1: Быстрое развертывание среды разработки

Во время разработки программного обеспечения разработчикам часто приходится запускать несколько приложений и служб в локальной среде, и эти приложения могут иметь разные зависимости и требования к конфигурации. Использование традиционных технологий виртуализации для управления средой разработки каждого приложения может привести к напрасной трате ресурсов и сложности развертывания. Docker-контейнеры могут элегантно решить эту проблему.

Преимущества Docker-контейнера:

• Легкость: Docker содержит только приложение и его зависимости.,Дополнительная операционная система не требуется.,Экономит место и ресурсы на жестком диске.
• Быстрый старт: быстрое время запуска контейнера позволяет разработчикам быстро настроить и запустить среду разработки, сокращая время ожидания.
• Переносимость: разработчики могут легко поделиться образом Docker среды разработки, гарантируя, что все участники работают в одной среде, избегая проблем, вызванных различиями в средах.

Случай 2. Развертывание микросервисной архитектуры.

В приложении, использующем микросервисную архитектуру, система состоит из нескольких небольших сервисов, каждый из которых работает в независимом контейнере. В этом сценарии традиционная технология виртуализации может привести к большой трате ресурсов, но контейнеры Docker могут лучше поддерживать развертывание микросервисной архитектуры.

Преимущества Docker-контейнера:

• Эластичное масштабирование: контейнер Docker может ускориться стартиостанавливаться,Поддержка автоматического эластичного масштабирования.,Автоматически регулируйте количество контейнеров в зависимости от загрузки.
• Гибкое развертывание: каждый микросервис можно развертывать независимо.,Изоляция контейнера гарантирует, что сервисы не мешают друг другу.,Удобно для обновления версии и отката.
• Мониторинг работоспособности: инструмент оркестровки контейнеров может выполнять проверки работоспособности контейнера.,Автоматически перезапускать неработоспособный контейнер,Улучшена стабильность приложения.

Случай третий: Непрерывная интеграция и непрерывное развертывание (CI/CD)

В процессах непрерывной интеграции и непрерывного развертывания приложения необходимо часто создавать, тестировать и развертывать. Использование традиционной технологии виртуализации может привести к усложнению процесса развертывания, однако контейнеры Docker могут значительно упростить этот процесс.

Преимущества Docker-контейнера:

• Согласованная среда: Docker обеспечивает одинаковую операционную среду для сред разработки, тестирования и производственной среды.,Ошибки, вызванные различиями в окружающей среде, уменьшаются.
• Быстрое развертывание: быстрый запуск и остановка Docker-контейнера делают процесс сборки и тестирования более эффективным, ускоряя процесс непрерывной интеграции и непрерывного развертывания.
• Повторяемость: образы Docker генерируются воспроизводимо.,Можно легко копировать и развертывать в разных средах.,Обеспечивается согласованность версий.

Эти варианты использования демонстрируют преимущества приложений и эффекты контейнеров Docker в реальных сценариях. С помощью Docker-контейнеров мы можем более эффективно развертывать среды разработки, приложения, поддерживающие микросервисную архитектуру, а также упростить процессы непрерывной интеграции и непрерывного развертывания. Эти преимущества делают Docker популярной сегодня технологией контейнеризации, привлекающей широкое внимание и применение.

7. Заключение

В этой статье представлено всестороннее сравнение и анализ контейнеров Docker и традиционной технологии виртуализации. Мы углубимся в их плюсы, минусы и применимость с точки зрения легкости, быстрого запуска, портативности, изоляции, безопасности и простоты развертывания. Вывод этой статьи следующий:

1. Выбор правильной технологии имеет решающее значение: При выборе технологии виртуализации следует взвешивать преимущества с учетом потребностей и сценариев конкретных приложений. Если вы обратите внимание на использование ресурсов, стартовый и портативный, Dockerконтейнер — лучший выбор. А также в многопользовательских средах, чувствительных к безопасности, или там, где полная В случае изоляции более подходящим может оказаться традиционный метод виртуализации.
2. Преимущества Докера: Docker-контейнер как современная технология виртуализации с легким и быстрым Преимущества запуска, портативность и гибкость развертывания. Он превосходно справляется с оркестровкой контейнеров и непрерывной интеграцией развертывания, становясь сегодня популярной технологией контейнеризации.
3. Традициявиртуализацияизприменимость: Традиционная технология виртуализации имеет преимущества в плане безопасности и изоляции и особенно подходит для сценариев, требующих строгой изоляции, таких как многопользовательские облачные среды и выполнение различных операций. потребности системы.
4. Используйте оба вместе: На практике мы можем использовать комбинацию Docker-контейнера и традиционных методов виртуализации. Это позволяет использовать лучшее из обоих миров, например, использовать традиционную виртуальную среду в конкретной среде. машине, используя контейнер Docker как для разработки, так и для непрерывной интеграции.
5. Взгляд в будущее: Поскольку контейнерные технологии продолжают развиваться, мы можем ожидать новых инноваций и улучшений. Будущая технология контейнеров может еще больше улучшить производительность, безопасность и надежность, а также способствовать более широкому спектру сценариев применения.

В целом, как Docker-контейнеры, так и традиционные технологии виртуализации имеют свои преимущества и недостатки, и правильный выбор правильной технологии имеет решающее значение для удовлетворения потребностей и повышения эффективности. Читателям предлагается попробовать использовать контейнеры Docker, изучить их приложения в различных сценариях, а также глубже понять и ощутить удобство и инновации, которые приносит технология контейнеризации. По мере развития технологий контейнеризация будет продолжать играть важную роль в разработке и развертывании программного обеспечения, становясь важным инструментом поддержки разработки современных приложений.

8. Ссылки

Ссылки следующие:

1. Docker Official Documentation - Официальная документация Docker содержит подробную информацию и руководства по использованию Docker и связанных с ним технологий, а также является основным справочником по изучению Docker.
2. What is Docker? - На вводной странице официального сайта Docker объясняется, что такое Docker и его основные преимущества.
3. Docker: Up & Running - Эта книга Карла Матиас и Шон P. Книга Кейна О’Рейли содержит подробное объяснение основных концепций и практических методов Docker.
4. Understanding Docker: Complete Guide - Статья в блоге Эдуреки представляет собой подробное руководство по пониманию и объяснению Docker, подходящее для начинающих.
5. Docker vs. Virtual Machines: Understand the Difference - IBM Статья Cloud Learning Center, сравнивающая Docker-контейнер и традиционную виртуальную Разница между машиной помогает понять преимущества и недостатки между ними.
6. A Comparative Study of Containers and Virtual Machines - Эта статья была опубликована IBM Исследовательская работа, написанная Research на тему контейнера и виртуальной Производительность машины была тщательно проанализирована и может быть использована в качестве эталона для сравнительных исследований.