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容器化和虛擬化的區(qū)別

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容器化和虛擬化的區(qū)別

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文章前言



業(yè)務(wù)是基于應(yīng)用運(yùn)轉(zhuǎn)，技術(shù)的發(fā)展，使得應(yīng)用發(fā)展的同時(shí)，其載體也在進(jìn)步；容器化技術(shù)就是在技術(shù)和思想進(jìn)步下誕生的寵兒之一。它的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)應(yīng)用載體產(chǎn)生了不小的沖擊。
根據(jù)2021年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：京東云擁有全球最大規(guī)模的Docker集群、全球最大規(guī)模的Kubernetes集群，支撐萬(wàn)億級(jí)電商交易，實(shí)現(xiàn)京東618購(gòu)物節(jié)訂單100%云上完成、以及京東物流、京東健康全量上云。歷經(jīng)京東618、11.11、春晚等萬(wàn)億級(jí)流量洪峰考驗(yàn)，京東云服務(wù)多個(gè)視頻、媒體、在線教育、游戲等客戶，服務(wù)最高可用性保證達(dá)99.995%。





虛擬化技術(shù)



在容器化技術(shù)問(wèn)世前，感謝VMware公司為我們帶來(lái)VM虛擬機(jī)！
通過(guò)創(chuàng)建軟件或虛擬表示形式的應(yīng)用、服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)，以減少 IT 開(kāi)銷，同時(shí)提高效率和敏捷性。
而虛擬化技術(shù)可以提高 IT 敏捷性、靈活性和可擴(kuò)展性，同時(shí)大幅節(jié)約成本。更高的工作負(fù)載移動(dòng)性、更高的性能和資源可用性、自動(dòng)化運(yùn)維 - 這些都是虛擬化的優(yōu)勢(shì)，虛擬化技術(shù)可以使 IT 部門更輕松地進(jìn)行管理以及降低擁有成本和運(yùn)維成本。
虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為“虛擬機(jī)”(VM)，它是一種嚴(yán)密隔離且內(nèi)含操作系統(tǒng)和應(yīng)用的軟件容器。每個(gè)自包含虛擬機(jī)都是完全獨(dú)立的。通過(guò)將多臺(tái)虛擬機(jī)放置在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，可以僅在一臺(tái)物理服務(wù)器或“主機(jī)”上運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用；在這過(guò)程中，名為“Hypervisor”的精簡(jiǎn)軟件層可將虛擬機(jī)與主機(jī)分離開(kāi)來(lái)，根據(jù)需要為每個(gè)虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)分配計(jì)算資源。
但是問(wèn)題也是非常明顯：

  • 虛擬服務(wù)器的增長(zhǎng)：隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，應(yīng)用需要擴(kuò)展；這就意味著需要增加虛擬機(jī)的數(shù)量，而我們知道，隨著虛擬機(jī)數(shù)量的增加，IT生態(tài)系統(tǒng)中的其他組件(尤其是存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò))將受到新增容量的影響。

  • 爭(zhēng)用資源：如果其中一個(gè)虛擬機(jī)負(fù)擔(dān)過(guò)重，可能會(huì)影響運(yùn)行在同一物理服務(wù)器上的其他虛擬機(jī)。如果對(duì)CPU周期、內(nèi)存和帶寬等資源的爭(zhēng)用是一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題，則唯一可行的解決方案就是需要更強(qiáng)大的硬件來(lái)同時(shí)托管多個(gè)虛擬機(jī)(VM)。

  • 性能問(wèn)題：即使有足夠的資源，某些工作負(fù)載在虛擬機(jī)(VM)上的性能也可能不如在專用硬件服務(wù)器上運(yùn)行時(shí)那樣好。

  • 擴(kuò)大故障面：如果某個(gè)業(yè)務(wù)的虛擬機(jī)應(yīng)為應(yīng)用故障影響到虛擬機(jī)的系統(tǒng)，比如硬盤損壞，雖然一般情況恢復(fù)出絕大部分文件，但如果碰巧壞的是虛擬機(jī)鏡像文件，結(jié)果虛擬機(jī)里面的文件全軍覆沒(méi)。

  • 移植性較差：虛擬機(jī)在不同的虛擬機(jī)管理器或者云平臺(tái)之間的遷移比較困難。






容器化技術(shù)



縱觀對(duì)比容器化和虛擬化的結(jié)構(gòu)模型，我們發(fā)現(xiàn)兩者比較相似，而主要區(qū)別在于，容器的運(yùn)行并不會(huì)獨(dú)占操作系統(tǒng)，同一個(gè)宿主機(jī)上的容器會(huì)共享一個(gè)操作系統(tǒng)：這樣會(huì)節(jié)省大量的系統(tǒng)資源。并且容器具有啟動(dòng)塊和便于遷移的優(yōu)點(diǎn)。
而有一句話可以很好地總結(jié)了容器化的特點(diǎn)：容器即應(yīng)用。
與虛擬化相比，它有著如下幾點(diǎn)：
  • 啟動(dòng)快：容器里面的應(yīng)用，直接就是底層系統(tǒng)的一個(gè)進(jìn)程，而不是虛擬機(jī)內(nèi)部的進(jìn)程。啟動(dòng)容器相當(dāng)于啟動(dòng)本機(jī)的一個(gè)進(jìn)程，而不是啟動(dòng)一個(gè)操作系統(tǒng)，速度就快很多。
  • 資源占用少：容器只占用需要的資源，不占用那些沒(méi)有用到的資源；虛擬機(jī)由于是完整的操作系統(tǒng)，不可避免要占用所有資源。另外，多個(gè)容器可以共享資源，虛擬機(jī)都是獨(dú)享資源。
  • 體積小：容器只要包含用到的組件即可，而虛擬機(jī)是整個(gè)操作系統(tǒng)的打包，所以容器文件比虛擬機(jī)文件要小很多。
  • 簡(jiǎn)化部署：容器技術(shù)可以將應(yīng)用打包成單一地址訪問(wèn)的、Registry存儲(chǔ)的、 僅通過(guò)一行命令就可以部署完成的組件。
  • 服務(wù)組合：采用容器的方式進(jìn)行部署，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)變得易于組合，通過(guò)容器技術(shù)將不同服務(wù)封裝在對(duì)應(yīng)的容器中，之后結(jié)合一些腳本使這些容器按照要求相互協(xié)作，這樣操作不僅可以簡(jiǎn)化部署難度還可以降低操作風(fēng)險(xiǎn)。
  • 易于遷移：容器技術(shù)最重要的價(jià)值就是為在不同主機(jī)上運(yùn)行服務(wù)提供一個(gè)輕便的、一致的格式。容器格式的標(biāo)準(zhǔn)化加快交付體驗(yàn)，允許用戶方便地對(duì)工作負(fù)載進(jìn)行遷移，避免局限于單一的平臺(tái)提供商。





虛擬化VS容器化優(yōu)缺點(diǎn)



總結(jié)兩者的優(yōu)缺點(diǎn)：

容器化
虛擬化
額外性能損耗
低
高
容器/虛擬機(jī)啟動(dòng)速度
快
慢
移植性
好
差
環(huán)境依賴
輕量級(jí)
重量級(jí)
第三方支持
好
差


容器：性能好、啟動(dòng)快、輕量級(jí)、低成本、移植性強(qiáng)、環(huán)境一致化標(biāo)準(zhǔn)化、版本控制、對(duì)第三方組件支持友好；

虛擬機(jī)：性能損耗多、啟動(dòng)慢、重量級(jí)、低成本、移植性弱、高使用靈活性、高安全性。





總  結(jié)



虛擬化的系統(tǒng)分配到的是獨(dú)有的一組資源有更強(qiáng)的隔離性，但是更加重了對(duì)總資源的占用和依賴程度。
而容器的隔離性更弱，但是它們更加輕量，即使在有限的資源下，也可以毫不費(fèi)力地啟動(dòng)上千個(gè)容器。或許服務(wù)器虛擬化和容器技術(shù)都不是一種能夠滿足所有虛擬化任務(wù)的完美方案。但從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)說(shuō)，它們通常能在同一個(gè)數(shù)據(jù)中心中共存。
因此從目前的發(fā)展倆看，兩者處于合作又競(jìng)爭(zhēng)的地位，就像智業(yè)云的文章中說(shuō)的那樣：

我們可以選擇在一個(gè)容器中運(yùn)行一個(gè)虛擬機(jī)，在一個(gè)虛擬機(jī)中運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)容器，這樣就能同時(shí)利用它們所帶來(lái)的各種便利。同時(shí)利用它們所帶來(lái)的各種便利。





本文作者：靳沛達(dá)

本文來(lái)源：IT那活兒（上海新炬王翦團(tuán)隊(duì)）

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