Docker解決的問題
由於不同的機器有不同的操作系統,以及不同的庫和組件,將一個應用程序部署到多台機器上需要進行大量的環境配置操作。(例如經常出現的類似"在我的機器上就沒問題"這樣的情況)
Docker主要解決環境配置問題,它是一種虛擬化技術,對進程進行隔離,被隔離的進程獨立於宿主操作系統和其它隔離的進程。使用Docker可以不修改應用程序代碼,不需要開發人員
學習特定環境下的技術,就能夠將現有的應用部署到其它機器上,從而實現一次打包,多次部署的目的。
與虛擬機的比較
虛擬機也是一種虛擬化技術,它與Docker最大的區別在於它是通過模擬硬件,並在硬件上安裝操作系統來實現。
啟動速度
啟動虛擬機需要先啟動虛擬機的操作系統,再啟動應用,這個過程非常慢。
啟動Docker相當於啟動宿主機操作系統上的一個進程,為秒級別。
占用資源
虛擬機是一個完整的操作系統,需要占用大量的磁盤空間、內存和CPU資源;
Docker只是一個進程,只需要將應用及相關的組件打包,在運行時占用很少的資源,一台機器上可以開啟成千上萬個Docker。
鏡像與容器
鏡像是一種靜態的結構,可以理解為是容器的源代碼,也可以看作是面向對象中的類,而容器是鏡像(類)的一個實例。
鏡像包含着容器運行時所需要的代碼及其它組件,它是一種分層結構,每次層都是只讀的(Read-only layers)。構建鏡像時,會一層層構建,前一層是后一層的基礎,鏡像的這種分層
結構很適合鏡像的復用及定制。構建容器時,通過在鏡像的基礎上添加一個可寫層,用來保存着容器運行過程中的修改。
優點:
1.部署方便
在我們最開始學習編程的時候,搭建環境這一步往往要耗費我們很長時間,其中一個小問題也有可能需要很長時間去解決。而有了容器之后,這些都變得非常容易,我們的開發環境就只
是一個或者幾個容器鏡像的地址,最多在再需要一個控制部署流程的執行腳本,或者進一步將你的環境鏡像以及鏡像腳本放入一個Git項目發布到雲端,需要的時候將它拉取到本地即可。
# git clone https://github.com/my-project # sh ./my-build-boot.sh
2.部署安全
當我們收到一個bug反饋的時候,很多時候心里的第一反應都是"在我本地就是好的啊,是不是你環境有問題?"這種情況的發生就在於本地環境的不一致(也既我們常說的異構),我們在開發環境中調試往往不
能保證其它環境的問題,但卻要為此買單,有了容器之后,各個環節采用統一標准(環境),這種情況將很少發生。我們可以通過容器技術將開發環境和測試環境以及生產環境保持版本和
依賴上的統一,保證我們的代碼在一個高度統一的標准上執行,而測試環境的同意,也同樣能解決CI(持續集成)流程對環境的要求。
在分布式技術和擴容需求日益增長的今天,如果運維能夠通過容器技術來進行環境的統一部署,不僅在部署的時間上節省不少,也能把很多人工配置環境過程中產生的失誤降到最低。
3.隔離性好
不管是開發還是生產,往往我們一台機器上可能要跑多個服務,而服務各自依賴的配置又不盡相同,假如說兩個應用需要使用同一依賴,或者兩個應用需要的依賴之間有一些沖突,這個
時候就很容易出現問題,所以同一台服務器上不同應用提供的不同服務,最好還是將其隔離起來,而容器在這一方面就有其天然的優勢,每一個容器就是一個隔離的環境,容器內部所提
供的服務對環境依賴的要求,容器可以自內部全部提供,這種高內聚的表現可以快速分離有問題的服務,在一些復雜應用系統中能夠實現快速拍錯和即時處理。
4.快速回滾
容器之前的回滾機制,一般要基於上個版本的應用重新部署,且替換掉目前有問題的版本,在最初的時代,可能是一套完成的從開發到部署的流程,而執行這一套流程往往需要花費很長
時間,在基於Git的環境中,可能是回退某個歷史提交,然后重新部署,這些跟容器相比,都不夠快,而且可能會產生新的問題。而容器技術天生帶有回滾特性,因為每個歷史容器或者鏡
像都會保存,而替換某個容器或者鏡像是非常快速和簡單的。
5.成本低
這可能是一個最明顯和有用的優點了,在容器出現之前,我們往往會因為構築一個服務,就要提供一台服務器或者一台虛擬機,服務器的購置成本和運維成本都比較高,而虛擬機所占用
的資源又相對較高,相比之下,容器就小巧輕便的多,只需要給一個容器內部構建應用所需的依賴就可以了,這也是容器技術發展如此迅速的最主要原因。
6.管理成本低
隨着容器技術的不斷普及和發展,隨之而來的容器管理和編排技術也同樣得到發展,諸如Docker Swarm,K8S,Mesos等容器編排工具也在不停的迭代更新,這讓容器技術在生產環境中擁
有了更大的可能性和更多的發揮空間,隨着大環境的發展,docker等容器的使用和學習成本也越來越低,成為更多開發者和企業的選擇。
缺點:
1.隔離性
基於hypervisor的虛擬技術,在隔離性上比容器技術要好,它們的系統硬件資源完全上虛擬化的,當一台虛擬機出現系統級別的問題,往往不會蔓延到同一宿主機上的其它虛擬機上,但是
容器就不一樣了,容器之間共享同一個操作系統內核及其它組件,所以在受到諸如黑客攻擊這種情況的時候,很容易通過底層操作系統影響的其它容器,甚至逐個擊破,產生連鎖反應,當
然,這個問題可以通過部署容器來解決,但隨之又會產生新的問題,比如成本增加以及性能問題。
2.性能
不管是虛擬機還是容器,都是運用不同的技術對應用本身進行了一定程度的封裝與隔離,在降低應用和應用之間以及應用和環境之間的耦合性上做了很多努力,但是隨之而來的,就會產生
更過的網絡連接轉發和數據交互,這在低並發系統上雖然不會很明顯,但是當同一虛擬機或者服務器下面的容器需要更高並發量支撐的時候,也就是並發問題成為系統瓶頸的時候,容器會
將這個問題放大,所以,並不是所有的場景都適合容器技術。
3.存儲方案
容器的誕生並不是為OS抽象服務的,這是它和虛擬機最大的區別,這樣的基因意味着容器天生是為應用環境做更多的努力,容器的伸縮也是基於容器的這一特性,而與之相對的,需要持久
化存儲方案恰恰相反,在數據存儲這一點上Docker容器提供的解決方案是利用volume接口(存儲卷)形成數據的映射和轉移,以實現數據持久化的目的。但是這樣同樣也會造成一部分資源的
浪費和更多的交互,不管是映射到宿主機上還是網絡磁盤,都是退而求其次的解決方案。