linux系统docker历史以及对虚拟机的区别

docker容器历史

容器概念始于 1979 年提出的 UNIX chroot，它是一个 UNIX 操作系统的系统调用，将一个进程及其子进程的根目录改变到文件系统中的一个新位置，让这些进程只能访问到这个新的位置，从而达到了进程隔离的目的。2000 年的时候 FreeBSD 开发了一个类似于 chroot 的容器技术 Jails，这是最早期，也是功能最多的容器技术。Jails 英译过来是监狱的意思，这个“监狱”（用沙盒更为准确）包含了文件系统、用户、网络、进程等的隔离。2001 Linux 也发布自己的容器技术 Linux VServer，2004 Solaris 也发布了 Solaris Containers，两者都将资源进行划分，形成一个个 zones，又叫做虚拟服务器。2005 年推出 OpenVZ，它通过对 Linux 内核进行补丁来提供虚拟化的支持，每个 OpenVZ 容器完整支持了文件系统、用户及用户组、进程、网络、设备和 IPC 对象的隔离。2007 年 Google 实现了 Control Groups( cgroups )，并加入到 Linux 内核中，这是划时代的，为后期容器的资源配额提供了技术保障。2008 年基于 cgroups 和 linux namespace 推出了第一个最为完善的 Linux 容器 LXC。2013 年推出到现在为止最为流行和使用最广泛的容器 Docker，相比其他早期的容器技术，Docker 引入了一整套容器管理的生态系统，包括分层的镜像模型，容器注册库，友好的 Rest API。2014 年 CoreOS 也推出了一个类似于 Docker 的容器 Rocket，CoreOS 一个更加轻量级的 Linux 操作系统，在安全性上比 Docker 更严格。2016 年微软也在 Windows 上提供了容器的支持，Docker 可以以原生方式运行在 Windows 上，而不是需要使用 Linux 虚拟机。基本上到这个时间节点，容器技术就已经很成熟了，再往后就是容器云的发展，由此也衍生出多种容器云的平台管理技术，其中以 kubernetes 最为出众，有了这样一些细粒度的容器集群管理技术，也为微服务的发展奠定了基石。因此，对于未来来说，应用的微服务化是一个较大的趋势。其一，这是技术演进的一种创新结果，其二，这是人们追求高效生产活动的一种工具。随着软件开发的发展，相比于早期的集中式应用部署方式，现在的应用基本都是采用分布式的部署方式，一个应用可能包含多种服务或多个模块，因此多种服务可能部署在多种环境中，如虚拟服务器、公有云、私有云等，由于多种服务之间存在一些依赖关系，所以可能存在应用在运行过程中的动态迁移问题，那这时如何保证不同服务在不同环境中都能平滑的适配，不需要根据环境的不同而去进行相应的定制，就显得尤为重要。就像货物的运输问题一样，如何将不同的货物放在不同的运输机器上，减少因货物的不同而频繁进行货物的装载和卸载，浪费大量的人力物力。为此人们发明了集装箱，将货物根据尺寸形状等的不同，用不同规格的集装箱装载，然后再放到运输机上运输，由于集装箱密封，只有货物到达目的地才需拆封，在运输过程能够再不同运输机上平滑过渡，所以避免了资源的浪费。因此集装箱被誉为是运输业与世界贸易最重要的发明。Docker 容器的思想就是采用集装箱思想，为应用提供了一个基于容器的标准化运输系统。Docker 可以将任何应用及其依赖打包成一个轻量级、可移植、自包含的容器。容器可以运行在几乎所有的操作系统上。这样容器就可以跑在任何环境中，因此才有了那句话：Build Once, Run Anywhere 一次编译处处运行

对paas降维打击

IaaS  infrastructure as a service 基础设施及服务
PaaS platform as a service   平台及服务
SaaS software as a service   软件及服务
dSaaS data storage as a service	 数据及服务
CaaS   container as a service 容器及服务PaaS 项目成功的主要原因
它提供了一种名叫"应用托管"的能力。 
paas之前主流用户的普遍用法是租一批 AWS 或者 OpenStack 的虚拟机，然后像以前管理物理服务器那样，用脚本或者手工的方式在这些机器上部署应用。
这个部署过程会碰到云端虚拟机和本地环境不一致的问题，所以当时的云计算服务，比的就是谁能更好地模拟本地服务器环境，能带来更好的"上云"体验。而 PaaS 开源项目的出现，就是当时解决这个问题的一个最佳方案。PaaS 如何部署应用
虚拟机创建好之后，运维人员只需要在这些机器上部署一个 Cloud Foundry 项目，然后开发者只要执行一条命令就能把本地的应用部署到云上，这条命令就是：
cf push " 应用 "PaaS 项目的核心组件
像 Cloud Foundry 这样的 PaaS 项目，最核心的组件就是一套应用的打包和分发机制。 Cloud Foundry 为每种主流编程语言都定义了一种打包格式，而"cf push"的作用，基本上等同于用户把应用的可执行文件和启动脚本打进一个压缩包内，上传到云上 Cloud Foundry 的存储中。接着，Cloud Foundry 会通过调度器选择一个可以运行这个应用的虚拟机，然后通知这个机器上的 Agent 把应用压缩包下载下来启动。
由于需要在一个虚拟机上启动很多个来自不同用户的应用，Cloud Foundry 会调用操作系统的 Cgroups 和 Namespace 机制为每一个应用单独创建一个称作"沙盒"的隔离环境，然后在"沙盒"中启动这些应用进程。这就实现了把多个用户的应用互不干涉地在虚拟机里批量自动地运行起来的目的。
这正是 PaaS 项目最核心的能力。 而这些 Cloud Foundry 用来运行应用的隔离环境，或者说"沙盒"，就是所谓的"容器"。注：Cloud Foundry是当时非常主流非常火的一个PaaS项目Docker 镜像
Docker 项目确实与 Cloud Foundry 的容器在大部分功能和实现原理上都是一样的，可偏偏就是这剩下的一小部分不一样的功能，成了 Docker 项目接下来"呼风唤雨"的不二法宝。这个功能，就是 Docker 镜像。
恐怕连 Docker 项目的作者 Solomon Hykes 自己当时都没想到，这个小小的创新，在短短几年内就如此迅速地改变了整个云计算领域的发展历程。PaaS的问题：
PaaS 之所以能够帮助用户大规模部署应用到集群里，是因为它提供了一套应用打包的功能。可就是这个打包功能，却成了 PaaS 日后不断遭到用户诟病的一个"软肋"。根本原因：
一旦用上了 PaaS，用户就必须为每种语言、每种框架，甚至每个版本的应用维护一个打好的包。这个打包过程，没有任何章法可循，更麻烦的是，明明在本地运行得好好的应用，却需要做很多修改和配置工作才能在 PaaS 里运行起来。而这些修改和配置，并没有什么经验可以借鉴，基本上得靠不断试错，直到你摸清楚了本地应用和远端 PaaS 匹配的"脾气"才能够搞定。
最后结局是，"cf push"确实是能一键部署了，但是为了实现这个一键部署，用户为每个应用打包的工作可谓一波三折，费尽心机。而Docker 镜像解决的，恰恰就是打包这个根本性的问题。 Docker 镜像的精髓
所谓 Docker 镜像，其实就是一个压缩包。但是这个压缩包里的内容，比 PaaS 的应用可执行文件 + 启停脚本的组合就要丰富多了。实际上，大多数 Docker 镜像是直接由一个完整操作系统的所有文件和目录构成的，所以这个压缩包里的内容跟你本地开发和测试环境用的操作系统是完全一样的。
这就有意思了：假设你的应用在本地运行时，能看见的环境是 CentOS 7.2 操作系统的所有文件和目录，那么只要用 CentOS 7.2 的 ISO 做一个压缩包，再把你的应用可执行文件也压缩进去，那么无论在哪里解压这个压缩包，都可以得到与你本地测试时一样的环境。当然，你的应用也在里面！
这就是 Docker 镜像最厉害的地方：只要有这个压缩包在手，你就可以使用某种技术创建一个"沙盒"，在"沙盒"中解压这个压缩包，然后就可以运行你的程序了。
更重要的是，这个压缩包包含了完整的操作系统文件和目录，也就是包含了这个应用运行所需要的所有依赖，所以你可以先用这个压缩包在本地进行开发和测试，完成之后，再把这个压缩包上传到云端运行。
在这个过程中，你完全不需要进行任何配置或者修改，因为这个压缩包赋予了你一种极其宝贵的能力：本地环境和云端环境的高度一致！所以，你只需要提供一个下载好的操作系统文件与目录，然后使用它制作一个压缩包即可，这个命令就是：
# docker build " 镜像 "
镜像制作完成，用户就可以让 Docker 创建一个"沙盒"来解压这个镜像，然后在"沙盒"中运行自己的应用，这个命令就是：
# docker run " 镜像 "Docker 项目给 PaaS 世界带来的"降维打击"
其实是提供了一种非常便利的打包机制。这种机制直接打包了应用运行所需要的整个操作系统，从而保证了本地环境和云端环境的高度一致，避免了用户通过"试错"来匹配两种不同运行环境之间差异的痛苦过程。

容器和虚拟机的区别

容器和 VM 的主要区别：
容器提供了基于进程的隔离，而虚拟机提供了资源的完全隔离。虚拟机可能需要一分钟来启动，而容器只需要一秒钟或更短。容器使用宿主操作系统的内核，而虚拟机使用独立的内核。Docker 的局限性之一是，它只能用在 64 位的操作系统上。Docker对服务器端开发/部署带来的变化：
实现更轻量级的虚拟化，方便快速部署
对于部署来说可以极大的减少部署的时间成本和人力成本
Docker支持将应用打包进一个可以移植的容器中，重新定义了应用开发，测试，部署上线的过程，核心理念就
是 Build once, Run anywhere
1）标准化应用发布，docker容器包含了运行环境和可执行程序，可以跨平台和主机使用；
2）节约时间，快速部署和启动，VM启动一般是分钟级，docker容器启动是秒级；
3）方便构建基于SOA架构或微服务架构的系统，通过服务编排-docker-compose，更好的松耦合；
4）节约成本，以前一个虚拟机至少需要几个G的磁盘空间，docker容器可以减少到MB级；
5）方便持续集成，通过与代码进行关联使持续集成非常方便；
6）可以作为集群系统的轻量主机或节点，在IaaS平台上，已经出现了CaaS，通过容器替代原来的主机。Docker 优势：
1、交付物标准化
Docker是软件工程领域的"标准化"交付组件，最恰到好处的类比是"集装箱"。
集装箱将零散、不易搬运的大量物品封装成一个整体，集装箱更重要的意义在于它提供了一种通用的封装货物的
标准，卡车、火车、货轮、桥吊等运输或搬运工具采用此标准，隧道、桥梁等也采用此标准。以集装箱为中心的
标准化设计大大提高了物流体系的运行效率。
传统的软件交付物包括：应用程序、依赖软件安装包、配置说明文档、安装文档、上线文档等非标准化组件。
Docker的标准化交付物称为"镜像"，它包含了应用程序及其所依赖的运行环境，大大简化了应用交付的模式。2、一次构建，多次交付
类似于集装箱的"一次装箱，多次运输"，Docker镜像可以做到"一次构建，多次交付"。当涉及到应用程序多副本
部署或者应用程序迁移时，更能体现Docker的价值。3、应用隔离
集装箱可以有效做到货物之间的隔离，使化学物品和食品可以堆砌在一起运输。Docker可以隔离不同应用程序
之间的相互影响，但是比虚拟机开销更小。
总之，容器技术部署速度快，开发、测试更敏捷；提高系统利用率，降低资源成本。Docker的度量：
Docker是利用容器来实现的一种轻量级的虚拟技术，从而在保证隔离性的同时达到节省资源的目的。Docker的
可移植性可以让它一次建立，到处运行。Docker的度量可以从以下四个方面进行：
1）隔离性Docker采用libcontainer作为默认容器，代替了以前的LXC。libcontainer的隔离性主要是通过内核的命名空间来实现 的，有pid、net、ipc、mnt、uts命令空间，将容器的进程、网络、消息、文件系统和主机名进行隔离。
2）可度量性Docker主要通过cgroups控制组来控制资源的度量和分配。
3）移植性Docker利用AUFS来实现对容器的快速更新。AUFS是一种支持将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下的文件系统，支持对每个目录的读写权限管理。AUFS具有层的概念，每一次修改都是在已有的只写层进行增量修改，修改的内容将形成新的文件层，不影响原有的层。
4）安全性安全性可以分为容器内部之间的安全性；容器与托管主机之间的安全性。容器内部之间的安全性主要是通过命名空间和cgroups来保证的。容器与托管主机之间的安全性主要是通过内核能力机制的控制，可以防止Docker非法入侵托管主机。Docker容器使用AUFS作为文件系统，有如下优势：
1）节省存储空间多个容器可以共享同一个基础镜像存储。
2）快速部署如果部署多个来自同一个基础镜像的容器时，可以避免多次复制操作。
3）升级方便升级一个基础镜像即可影响到所有基于它的容器。
4）增量修改可以在不改变基础镜像的同时修改其目录的文件，所有的更高都发生在最上层的写操作层，增加了基础镜像的可共享内容。

容器应用场景

# 1. 简化配置这是Docker公司宣传的Docker的主要使用场景。虚拟机的最大好处是能在你的硬件设施上运行各种配置不一样的平台（软件、系统），Docker在降低额外开销的情况下提供了同样的功能。它能让你将运行环境和配置放在代码中然后部署，同一个Docker的配置可以在不同的环境中使用，这样就降低了硬件要求和应用环境之间耦合度。# 2. 代码流水线（Code Pipeline）管理前一个场景对于管理代码的流水线起到了很大的帮助。代码从开发者的机器到最终在生产环境上的部署，需要经过很多的中间环境。而每一个中间环境都有自己微小的差别，Docker给应用提供了一个从开发到上线均一致的环境，让代码的流水线变得简单不少。# 3. 提高开发效率这就带来了一些额外的好处：Docker能提升开发者的开发效率。如果你想看一个详细一点的例子，可以参考Aater在DevOpsDays Austin 2014 大会或者是DockerCon上的演讲。不同的开发环境中，我们都想把两件事做好。一是我们想让开发环境尽量贴近生产环境，二是我们想快速搭建开发环境。理想状态中，要达到第一个目标，我们需要将每一个服务都跑在独立的虚拟机中以便监控生产环境中服务的运行状态。然而，我们却不想每次都需要网络连接，每次重新编译的时候远程连接上去特别麻烦。这就是Docker做的特别好的地方，开发环境的机器通常内存比较小，之前使用虚拟的时候，我们经常需要为开发环境的机器加内存，而现在Docker可以轻易的让几十个服务在Docker中跑起来。# 4. 隔离应用有很多种原因会让你选择在一个机器上运行不同的应用，比如之前提到的提高开发效率的场景等。我们经常需要考虑两点，一是因为要降低成本而进行服务器整合，二是将一个整体式的应用拆分成松耦合的单个服务（译者注：微服务架构）。如果你想了解为什么松耦合的应用这么重要，请参考Steve Yege的这篇论文，文中将Google和亚马逊做了比较。# 5. 整合服务器正如通过虚拟机来整合多个应用，Docker隔离应用的能力使得Docker可以整合多个服务器以降低成本。由于没有多个操作系统的内存占用，以及能在多个实例之间共享没有使用的内存，Docker可以比虚拟机提供更好的服务器整合解决方案。# 6. 调试能力Docker提供了很多的工具，这些工具不一定只是针对容器，但是却适用于容器。它们提供了很多的功能，包括可以为容器设置检查点、设置版本和查看两个容器之间的差别，这些特性可以帮助调试Bug。你可以在《Docker拯救世界》的文章中找到这一点的例证。# 7. 多租户环境另外一个Docker有意思的使用场景是在多租户的应用中，它可以避免关键应用的重写。我们一个特别的关于这个场景的例子是为IoT（译者注：物联网）的应用开发一个快速、易用的多租户环境。这种多租户的基本代码非常复杂，很难处理，重新规划这样一个应用不但消耗时间，也浪费金钱。使用Docker，可以为每一个租户的应用层的多个实例创建隔离的环境，这不仅简单而且成本低廉，当然这一切得益于Docker环境的启动速度和其高效的命令。# 8. 快速部署在虚拟机之前，引入新的硬件资源需要消耗几天的时间。虚拟化技术（Virtualization）将这个时间缩短到了分钟级别。而Docker通过为进程仅仅创建一个容器而无需启动一个操作系统，再次将这个过程缩短到了秒级。这正是Google和Facebook都看重的特性。