各種虛擬機(jī)技術(shù)開啟了云計(jì)算時(shí)代。而Docker，作為下一代虛擬化技術(shù)，正在改變我們開發(fā)、測試、部署應(yīng)用的方式。
那虛擬機(jī)和Docker有什么區(qū)別呢，二者又各自扮演著什么角色，在開發(fā)中如何做技術(shù)選型呢，接下來我們將對(duì)這二者進(jìn)行比較和探討。
隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的發(fā)展，很多公司都有了搭建自己的WEB服務(wù)的需求，有WEB服務(wù)就要有服務(wù)器，而原有自建機(jī)房的方式成本很大，往往一個(gè)創(chuàng)業(yè)公司資產(chǎn)的三分之一甚至一半都拿來買機(jī)器和后續(xù)運(yùn)維，這對(duì)很多很多中小公司非常不友好。
過重的資產(chǎn)模式讓企業(yè)無法快速的部署和發(fā)展，正是因?yàn)檫@種困難才促使云計(jì)算的產(chǎn)生。在自由主義的時(shí)代，贏家通吃，往往只有互聯(lián)網(wǎng)的巨頭才有這種實(shí)力建設(shè)自己的云，提供便捷的計(jì)算、存儲(chǔ)和運(yùn)維服務(wù)。
云計(jì)算或者叫云服務(wù)的概念早已深入人心，而云計(jì)算比較被人們接受的定義由NIST（美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院）提供，即云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問， 進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲(chǔ)，應(yīng)用軟件，服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。
云計(jì)算并不是真的在云上計(jì)算，而是隱喻使用互聯(lián)網(wǎng)來接入存儲(chǔ)或者運(yùn)行在遠(yuǎn)程服務(wù)器端的應(yīng)用，數(shù)據(jù)，或者服務(wù)。
云計(jì)算的基本特性有以下幾點(diǎn)：“按使用量計(jì)費(fèi)”、“資源共享池”和“多租戶隔離”。任何一個(gè)使用基于互聯(lián)網(wǎng)的方法來計(jì)算，存儲(chǔ)和開發(fā)的公司，都可以從技術(shù)上叫做云計(jì)算公司。其實(shí)云計(jì)算是分層的（如下圖所示），由下到上分別是基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)、軟件。
上面對(duì)云計(jì)算的劃分其實(shí)主要在于對(duì)計(jì)算資源的層次分類，總結(jié)來看：
PaaS：有時(shí)也叫中間件， 主要是基于IaaS之上，簡化應(yīng)用的部署、運(yùn)行等，提供一些通用平臺(tái)軟件能力，如數(shù)據(jù)挖掘、系統(tǒng)管理、編程模型等。借助于PaaS服務(wù)，無須過多考慮底層硬件，在構(gòu)建應(yīng)用時(shí)可以使用很多必要服務(wù)。公司所有開發(fā)都可以在這一層進(jìn)行，節(jié)省時(shí)間和資源。PaaS公司在網(wǎng)上提供各種開發(fā)和分發(fā)應(yīng)用的解決方案，比如虛擬服務(wù)器和操作系統(tǒng)。這節(jié)省了你在硬件上的費(fèi)用，也讓分散的工作室之間的合作變得更加容易。簡單講PaaS豬腳就是提供WEB環(huán)境的應(yīng)用，通常支持PHP、Java、Python和GO語言。相比IaaS不需要自己做環(huán)境配置，但必須在云計(jì)算服務(wù)商的框架內(nèi)開發(fā)，必須使用指定的開發(fā)語言、遵循平臺(tái)的開發(fā)規(guī)范；
SaaS：安裝好操作系統(tǒng)后還要安裝具體的應(yīng)用軟件，如FTP服務(wù)器端軟件、在線視頻服務(wù)端軟件，直接提供服務(wù)；之一層和普通人每天生活接觸最多，大多是通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器或應(yīng)用接入，任何一個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)器上的應(yīng)用都可以通過網(wǎng)絡(luò)來運(yùn)行，就是SaaS；
事實(shí)上，這三個(gè)領(lǐng)域的界線并不是像人們想象的那么清晰，它們之間存在很多交叉。
大多數(shù)云計(jì)算服務(wù)提供商也并不是只提供某一種服務(wù)。
但總體而言，當(dāng)前云計(jì)算的發(fā)展IaaS是非常主流的。
隨著團(tuán)隊(duì)協(xié)作的深入發(fā)展，CaaS和MaaS也逐漸被人們所接受。其中CaaS（ Communications-as-a-Service ）意思為通訊即服務(wù)（或稱協(xié)作即服務(wù)），是指將傳統(tǒng)電信能力如消息、語音、視頻、會(huì)議、通信協(xié)同等封裝成API或SDK通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)外咖啡，提供給第三方包括企業(yè)、SME、垂直行業(yè)、CP/PS和個(gè)人開發(fā)者等，將電信能力作為服務(wù)對(duì)外提供。
CaaS也被稱為云計(jì)算的第四種業(yè)務(wù)形式，目前華為已經(jīng)在著手建立CaaS的生態(tài)圈。MaaS（Machine-as-a-Service）是物聯(lián)網(wǎng)即服務(wù)，這個(gè)概念伴隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生，物聯(lián)網(wǎng)常見的兩種業(yè)務(wù)形式就是MAI和MaaS，前者關(guān)注內(nèi)網(wǎng)和專網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，目標(biāo)是消除和規(guī)避物聯(lián)網(wǎng)信息貴大，實(shí)現(xiàn)包括信息系統(tǒng)EAI在內(nèi)的大集成，后者是M2M的SaaS營運(yùn)服務(wù)，是物聯(lián)網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)模式。
另外隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)量的增加，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算量需求會(huì)對(duì)云計(jì)算的能力提出更高的要求，當(dāng)前的云計(jì)算也在從物聯(lián)網(wǎng)初級(jí)階段（簡單計(jì)算中心和數(shù)據(jù)中心建設(shè) ）向高級(jí)階段發(fā)展，出現(xiàn)MVNO/MMO營運(yùn)商（國外已經(jīng)存在多年），需要虛擬化云計(jì)算技術(shù)、SOA等技術(shù)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的泛在服務(wù)，即TaaS。
云計(jì)算的本質(zhì)就是把計(jì)算資源集中起來放在網(wǎng)絡(luò)上提供服務(wù)，雖然聽著簡單，但是實(shí)現(xiàn)起來就非常復(fù)雜了，如果想要保證業(yè)務(wù)（內(nèi)部和外部客戶）的平穩(wěn)運(yùn)行，就需要保證整個(gè)系統(tǒng)能夠支持超大容量、超高并發(fā)、超快速度和超強(qiáng)安全的要求。
為了滿足云計(jì)算整體系統(tǒng)的多層次要求，必然要推進(jìn)平臺(tái)工具自動(dòng)化和智能化的發(fā)展，替代原有的人力運(yùn)維，于是就有了各種軟件和平臺(tái)，負(fù)責(zé)對(duì)各種資源進(jìn)行快速調(diào)度和集中管理，耳熟能詳?shù)挠蠴penstack、VM、Docker、KVM、K8S、Hypervisor、Xen、VMware、Mesos等等。
云計(jì)算能夠發(fā)展壯大的基礎(chǔ)是虛擬化，它是一種具體技術(shù)，指把硬件資源虛擬化，實(shí)現(xiàn)隔離性、可擴(kuò)展性、安全性、資源可充分利用等特點(diǎn)的產(chǎn)品。
因?yàn)橐獙?duì)物理資源進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)彈性伸縮，就必須把所有資源進(jìn)行池化，可以像水一樣對(duì)外可度量地進(jìn)行服務(wù)。
虛擬化的目的就是邏輯表示資源，擺脫物理限制的約束，通過再系統(tǒng)中添加已虛擬化層VMM，將下層HostOS資源封裝，抽象成另一種形式的資源，提供給上層GuestOS使用。
虛擬化可以將一份資源抽象為多份，也可以將多份資源抽象成一份。
通過虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的虛擬機(jī)一般被稱之為GuestOS(客戶)，而作為GuestOS載體的物理主機(jī)稱之為HostOS(宿主)。
維基百科列舉的虛擬化技術(shù)有超過60中，基于X86（CISC）體系的超過50種，也有基于RISC體系的。
虛擬化技術(shù)是一種很寬泛的概念，不可以等同于虛擬機(jī)。
虛擬化是在一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行多臺(tái)“虛擬服務(wù)器”，即虛擬機(jī)（VM，Virtual Machine）。
虛擬機(jī)是滿足以下條件的OS：由VMM提供的高效(>80%)、獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 、擁有自己的虛擬硬件(CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備) 、對(duì)于上層軟件，虛擬機(jī)就是真實(shí)的機(jī)器 、Virtual Machine Monitor 。當(dāng)前虛擬化有五種主流技術(shù)，分別是CPU虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化和應(yīng)用虛擬化，這里不展開講了，有興趣的同學(xué)請(qǐng)閱讀文章《虛擬化技術(shù)詳解》。(https://blog.csdn.net/gui951753/article/details/81045508)
現(xiàn)在市場上最常見的虛擬化軟件有VMWare workstation(VMWare)、VirtualBox(Oracle)、Hyper-V(Microsoft)、KVM(Redhat)、Xen等，這些軟件統(tǒng)稱之為VMM(Virtual Machine Monitor)，使用不同的虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)。這里虛擬化軟件就是大名鼎鼎的Hypervisor，即虛擬機(jī)監(jiān)視器，它不是一個(gè)具體的軟件，而是一類軟件的統(tǒng)稱。
Hypervisor可以劃分為兩類，
一種hypervisor執(zhí)行運(yùn)行在物理機(jī)上，虛擬機(jī)在hypervisor之上運(yùn)行；
另一種物理機(jī)上要安裝正常的操作系統(tǒng)，然后在操作系統(tǒng)上安裝hypervisor，生成和管理虛擬機(jī)。
大部分同學(xué)比較熟悉的Hypervisor肯定是VMware了，但是真正厲害的是KVM（Kernel-based Virtual Machine），即基于Linux內(nèi)核的虛擬機(jī)，它提供的虛擬化更為底層，可以模擬CPU的運(yùn)行，雖然用戶交互不友好，但是仍然是目前最受歡迎也最熱門的虛擬化解決方案。
嗯這里跟Windows和Linux一樣都是開源和閉源之爭，VMware這家公司在云計(jì)算虛擬化階段，買了很多很多錢，因?yàn)閂Mware很貴，而有閉源所以就會(huì)有開源，然后就有大佬寫了兩個(gè)開源虛擬化軟件，分別是Xen和KVM，所以每個(gè)程序員都要感謝情懷。
有了虛擬機(jī)可以提供給用戶彈性伸縮的資源，我們就可以通過調(diào)度（池化或云化）給用戶提供基礎(chǔ)的云服務(wù)了，比如IaaS。而為了更好地管理虛擬機(jī)，就出現(xiàn)了OpenStack這樣的云管理平臺(tái)，當(dāng)然也有很多其他的綜合應(yīng)用平臺(tái)，如cloudstack、zstack等等。這里大家應(yīng)該可以更好地理解虛擬化是云計(jì)算的基礎(chǔ)了吧。
在虛擬化的使用過程中，懶惰的人類發(fā)現(xiàn)了虛擬化的缺點(diǎn)，就是重。
有時(shí)候只是運(yùn)行一個(gè)小程序就需要建立虛擬機(jī)，操作費(fèi)時(shí)費(fèi)時(shí)還占用資源，而且平時(shí)遷移服務(wù)也很麻煩。沉重的壓力讓人透不過氣。。。
當(dāng)然這個(gè)重是相對(duì)的，但是人嘛，總是得隴望蜀、貪心不足，也正是這些推動(dòng)著我們不斷進(jìn)步，于是我們有了容器化。容器本身也是一種虛擬化，不過是更為“輕量級(jí)”的虛擬化，它們本質(zhì)的區(qū)別在于：虛擬機(jī)是操作系統(tǒng)級(jí)別的資源隔離，而容器是進(jìn)程級(jí)別的資源隔離。
通過對(duì)比二者的架構(gòu)圖，我們可以看到每個(gè)虛擬機(jī)都有一個(gè)獨(dú)立的Kernel內(nèi)核，而容器只有一個(gè)操作系統(tǒng)，只有一個(gè)獨(dú)立的Kernel。直觀地對(duì)比容器和虛擬機(jī)：
相比較虛擬機(jī)，容器化的優(yōu)勢顯而易見：
降低了硬件成本；
更快速的部署環(huán)境；
更簡便的維護(hù)環(huán)境；
與微服務(wù)架構(gòu)更為契合；
而當(dāng)前非?；鸬腄ocker就是創(chuàng)建容器的工具，是應(yīng)用容器引擎。
和管理虛擬機(jī)需要OpenStack平臺(tái)一樣，有了Docker創(chuàng)建和管理容器，我們還需要對(duì)容器進(jìn)行編排，這就有了K8S（Kubernetes， 這個(gè)神奇的縮寫源于K和S之間有8個(gè)字母 ）。
K8S是一個(gè)容器集群管理系統(tǒng)，主要用來做容器編排，包括啟動(dòng)容器、自動(dòng)化部署、擴(kuò)展和管理、回收容器，簡單講，K8S類似容器的保姆，負(fù)責(zé)管理容器在哪個(gè)機(jī)器上運(yùn)行，監(jiān)控容器是否存在問題，控制容器和外界的通信等等。
當(dāng)然也有很多其他容器管理平臺(tái)，如Compose、Marathon、Swarm、Mesos等。Docker和K8S已經(jīng)來到應(yīng)用層，不再關(guān)注硬件物理設(shè)施，屬于PaaS了。有了容器，云計(jì)算PaaS層對(duì)于用戶自身應(yīng)用的自動(dòng)部署才變得快速而優(yōu)雅。
近兩年，隨著容器市場的不斷成熟和多元化發(fā)展，Docker已出現(xiàn)了很多替代方案，如CoreOS rkt、Mesos、LXC、OpenVZ、Containerd等。這種替代方案使得Docker在容器市場的占有份額出現(xiàn)下降，17年99%到18年83%，大家稱這種現(xiàn)象為去Docker化，這種趨勢主要是Docker在某些特殊應(yīng)用場景下，優(yōu)越性不夠明顯。
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