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虛擬機器與Docker有何不同?

原文: Comparing Virtual Machines vs Docker Containers

譯者: Fundebug

為了保證可讀性,本文采用意譯而非直譯。另外,本文版權歸原作者所有,翻譯僅用於學習

首先,大家需要明確一點,Docker容器不是虛擬機器

2014年,當我第一次接觸Docker的時候,我把它比做一種輕量級的虛擬機器。這樣做無可厚非,因為Docker最初的成功祕訣,正是它比虛擬機器更節省記憶體,啟動更快。Docker不停地給大家宣傳,“虛擬機器需要數分鐘啟動,而Docker容器只需要50毫秒”。

然而,Docker容器並非虛擬機器,我們不妨來比較一下它們。

理解虛擬機器

使用虛擬機器執行多個相互隔離的應用時,如下圖:

在這裡插入圖片描述

從下到上理解上圖:

  • 基礎設施(Infrastructure)。它可以是你的個人電腦,資料中心的伺服器,或者是雲主機
  • 主作業系統(Host Operating System)。你的個人電腦之上,執行的可能是MacOSWindows或者某個Linux發行版。
  • 虛擬機器管理系統(Hypervisor)。利用Hypervisor,可以在主作業系統之上執行多個不同的從作業系統。型別1的Hypervisor有支援MacOS的HyperKit,支援Windows的Hyper-V以及支援Linux的KVM
    。型別2的Hypervisor有VirtualBox和VMWare。
  • 從作業系統(Guest Operating System)。假設你需要執行3個相互隔離的應用,則需要使用Hypervisor啟動3個從作業系統,也就是3個虛擬機器。這些虛擬機器都非常大,也許有700MB,這就意味著它們將佔用2.1GB的磁碟空間。更糟糕的是,它們還會消耗很多CPU和記憶體。
  • 各種依賴。每一個從作業系統都需要安裝許多依賴。如果你的的應用需要連線PostgreSQL的話,則需要安裝libpq-dev;如果你使用Ruby的話,應該需要安裝gems;如果使用其他程式語言,比如Python或者Node.js,都會需要安裝對應的依賴庫。
  • 應用。安裝依賴之後,就可以在各個從作業系統分別執行應用了,這樣各個應用就是相互隔離的。

理解Docker容器

使用Docker容器執行多個相互隔離的應用時,如下圖:

在這裡插入圖片描述
不難發現,相比於虛擬機器Docker要簡潔很多。因為我們不需要執行一個臃腫的從作業系統了。

從下到上理解上圖:

  • 基礎設施(Infrastructure)
  • 主作業系統(Host Operating System)。所有主流的Linux發行版都可以執行Docker。對於MacOS和Windows,也有一些辦法"執行"Docker。
  • Docker守護程序(Docker Daemon)。Docker守護程序取代了Hypervisor,它是執行在作業系統之上的後臺程序,負責管理Docker容器。
  • 各種依賴。對於Docker,應用的所有依賴都打包在Docker映象中,Docker容器是基於Docker映象建立的。
  • 應用。應用的原始碼與它的依賴都打包在Docker映象中,不同的應用需要不同的Docker映象。不同的應用執行在不同的Docker容器中,它們是相互隔離的。

對比虛擬機器與Docker

Docker守護程序可以直接與主作業系統進行通訊,為各個Docker容器分配資源;它還可以將容器與主作業系統隔離,並將各個容器互相隔離。虛擬機器啟動需要數分鐘,而Docker容器可以在數毫秒內啟動。由於沒有臃腫的從作業系統,Docker可以節省大量的磁碟空間以及其他系統資源。

說了這麼多Docker的優勢,大家也沒有必要完全否定虛擬機器技術,因為兩者有不同的使用場景。虛擬機器更擅長於徹底隔離整個執行環境。例如,雲服務提供商通常採用虛擬機器技術隔離不同的使用者。而Docker通常用於隔離不同的應用,例如前端後端以及資料庫

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