【上海校区】docker与虚拟机的比较 - 黑马程序员技术交流社区

docker是近年来新兴的虚拟化工具，它可以和虚拟机一样实现资源和系统环境的隔离。本文将主要根据IBM发表的研究报告，论述docker与传统虚拟化方式的不同之处，并比较物理机、docker容器、虚拟机三者的性能差异及差异产生的原理。

所有的应用程序都有自己的依赖关系，其中包括软件和硬件资源。 Docker是开发者的开放平台，通过将每个应用程序打包到容器中来隔离依赖关系。容器就像是轻量级的虚拟机，可以扩展到成千上万的节点，通过在不同虚拟环境中运行相同应用程序来帮助提升云的可移植性。虚拟机广泛用于云计算，通过使用虚拟机来实现隔离和资源控制。虚拟机使用自己的内存管理加载完整的操作系统，使应用程序更加高效和安全，同时确保其高可用性。

Docker容器与虚拟机有什么不同？
虚拟机具有完整的操作系统，其自身的内存管理通过相关的虚拟设备进行支持。在虚拟机中，为用户操作系统和虚拟机管理程序分配有效的资源，从而可以在单台计算机（或主机）上并行运行一个或多个操作系统的多个实例。每个客户操作系统都作为主机系统中的单个实体运行。
另一方面，Docker容器是使用Docker引擎而不是管理程序来执行的。因此容器比虚拟机小，并且由于主机内核的共享，可以更快地启动，具有更好的性能，更少的隔离和更好的兼容性。 Docker容器能够共享一个内核并共享应用程序库，因此容器比虚拟机具有更低的系统开销，只要用户愿意使用单一平台来提供共享的操作系统，容器可以更快，更少资源。虚拟机可能需要几分钟才能创建并启动，而只需几秒钟即可创建并启动一个容器。与在虚拟机中运行应用程序相比，容器中包含的应用程序提供了卓越的性能。
Docker容器比虚拟机弱的一个关键指标就是“隔离”。英特尔的VT-d和VT-x技术为虚拟机提供了ring-1硬件隔离技术，因此虚拟机可以充分利用它的优势。它可以帮助虚拟机器高效使用资源和防止相互干扰。 Docker容器还没有任何形式的硬件隔离，因此它们容易受到攻击。

如何进行进行选择？
选择容器还是虚拟机依赖于应用程序如何设计。如果应用程序旨在提供可伸缩性和高可用性，那么容器是最好的选择，否则应用程序可以放置在虚拟机中。对于高I/O要求的业务，例如数据库服务，建议部署Docker+物理机，因为在虚拟机中部署Docker，I/O性能将受到虚拟机的限制。对于虚拟桌面服务等强调租户权限和安全的业务，建议采用虚拟机方式，虚拟机的多租户强隔离特性，保证租户在拥有虚机root权限的同时，其他租户和主机的安全。
或者更好的选择是混合方案，运行在虚拟机中的容器。 Docker容器可以在虚拟机内部运行，虚拟机并为它们提供经过验证的隔离，安全属性，移动性，动态虚拟网络等。为实现安全隔离和资源的高利用率，基本应该遵循：不同租户的业务运行采用虚拟机隔离，相似类型的业务部署在同一组容器上的思路。

结论：
Docker容器正在成为DevOps环境中的一个重要工具。 DevOps领域内的Docker Containers的用例非常多。在Docker容器上运行应用程序，然后在任何地方部署（Cloud或内部部署或任何Linux的风格）现在都已成为现实。
在异构环境中工作，虚拟机提供了高度的灵活性，而Docker容器主要关注应用程序及其依赖关系。Docker Containers允许通过使用每个云的虚拟机环境来处理云，从而轻松移植跨云的应用程序堆栈。这代表了一个有用的功能，在没有Docker Containers的情况下，必须以更加复杂和乏味的方式来实现。这里阐述的并不是关于放弃虚拟机，而是在必要时除了虚拟机之外，根据实际情况使用Docker容器，不认为Docker容器可以完全清除虚拟机。

前面的内容主要论述docker相对于虚拟机的优势，但docker也不是完美的系统。相对于虚拟机，docker还存在着以下几个缺点：
1.资源隔离方面不如虚拟机，docker是利用cgroup实现资源限制的，只能限制资源消耗的最大值，而不能隔绝其他程序占用自己的资源。
2.安全性问题。docker目前并不能分辨具体执行指令的用户，只要一个用户拥有执行docker的权限，那么他就可以对docker的容器进行所有操作，不管该容器是否是由该用户创建。比如A和B都拥有执行docker的权限，由于docker的server端并不会具体判断docker cline是由哪个用户发起的，A可以删除B创建的容器，存在一定的安全风险。
3.docker目前还在版本的快速更新中，细节功能调整比较大。一些核心模块依赖于高版本内核，存在版本兼容问题