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容器与虚拟机的优劣势分析-全面解读云计算架构选择 (容器与虚拟机有什么不同)

admin3个月前 (04-24)数码18

简介

在现代云计算中,容器和虚拟机 (VM) 都是常用的技术,它们在实现资源隔离和应用程序部署方面有着不同的方式和特点。本文将对容器和虚拟机的区别进行详细探讨,以帮助读者更好地理解它们的应用场景和优劣势。

基本概念

虚拟机 (VM) 是一种通过软件模拟硬件的方式,将一台物理机划分为多个虚拟机,每个虚拟机都可以运行独立的操作系统和应用程序。 容器 是一种轻量级的虚拟化技术,它利用操作系统级别的隔离机制,将应用程序及其依赖打包成一个可移植的容器镜像,并在主机上运行。

资源利用和启动速度

虚拟机在运行时需要模拟硬件环境,因此会占用更多的系统资源,包括内存、CPU 和存储空间。而容器则共享主机的操作系统内核,不需要额外的操作系统资源,因此更加轻量级,可以在同一台主机上运行更多的容器实例。由于容器不需要启动完整的操作系统,所以它们的启动速度通常比虚拟机更快。

应用部署和迁移

虚拟机可以在不同的物理机之间迁移,但需要将整个虚拟机的镜像和状态迁移。而容器可以更加灵活地进行应用部署和迁移,容器镜像可以在不同的主机上快速部署,并且容器的启动时间更短,适合于快速扩展和弹性部署的场景。

安全性和隔离性

虚拟机通过硬件虚拟化技术实现了较高的隔离性,每个虚拟机都运行在独立的虚拟化环境中,相互之间不会相互干扰。而容器则利用操作系统级别的隔离机制,容器之间共享主机的操作系统内核,因此在隔离性方面相对较弱。但容器可以通过使用命名空间和控制组等技术来增强隔离性,并提供更细粒度的资源控制。

差异总结

容器和虚拟机在以下方面存在差异: | 特性 | 容器 | 虚拟机 | |---|---|---| | 资源利用 | 轻量级,占用资源较少 | 占用资源较多 | | 启动速度 | 快速 | 较慢 | | 应用部署和迁移 | 灵活,快速部署和迁移 | 相对较慢,需要迁移整个镜像 | | 安全性和隔离性 | 隔离性相对较弱,但可通过技术增强 | 隔离性高,每个虚拟机独立运行 |

应用场景

虚拟机提供了更高的隔离性和安全性,适用于需要完全隔离的应用场景,例如: 运行传统大型应用程序 需要访问底层硬件 需要满足严格的安全法规 容器则更加轻量级,启动速度快,适用于快速部署和弹性扩展的场景,例如: 微服务架构 云原生应用程序 持续集成和持续交付

结论

容器和虚拟机都是现代云计算的重要技术,它们各有千秋。在实际应用中,可以根据具体需求和场景选择合适的技术来满足业务需求。

Docker跟一般的虚拟机有什么区别

Docker和虚拟机有各自擅长的领域,在软件开发、测试场景和生产运维场景中各有优劣势:1、Docker启动快速属于秒级别,虚拟机通常需要几分钟去启动;2、Docker需要的资源更少,Docker在操作系统级别进行虚拟化,Docker容器和内核交互,几乎没有性能损耗,而虚拟机就差了很多;3、Docker更轻量,Docker的架构可以共用一个内核与共享应用程序库,所占内存极小;同样的硬件环境,Docker运行的镜像数远多于虚拟机数量,对系统的利用率非常高;4、与虚拟机相比,Docker隔离性更弱,Docker属于进程之间的隔离,虚拟机可实现系统级别隔离;5、Docker的安全性也更弱,Docker的租户root和宿主机root相同,一旦容器内的用户从普通用户权限提升为root权限,它就直接具备了宿主机的root权限,进而可进行无限制的操作。 虚拟机租户root权限和宿主机的root虚拟机权限是分离的,并且虚拟机利用如Intel的VT-d和VT-x的ring-1硬件隔离技术,这种技术可以防止虚拟机突破和彼此交互,而容器至今还没有任何形式的硬件隔离;6、Docker的集中化管理工具还不算成熟,各种虚拟化技术都有成熟的管理工具,比如:VMware vCenter提供完备的虚拟机管理能力;7、Docker对业务的高可用支持是通过快速重新部署实现的,虚拟化具备负载均衡,高可用、容错、迁移和数据保护等经过生产实践检验的成熟保障机制,Vmware可承诺虚拟机99.999%高可用,保证业务连续性;8、虚拟化创建是分钟级别的,Docker容器创建是秒级别的,Docker的快速迭代性,决定了无论是开发、测试、部署都可以节省大量时间;9、虚拟机可以通过镜像实现环境交付的一致性,但镜像分发无法体系化,Docker在Dockerfile中记录了容器构建过程,可在集群中实现快速分发和快速部署。

容器概述及与虚拟机区别

容器

容器:容器是轻量级的操作系统级虚拟化,可以让我们在一个资源隔离的进程中运行应用及其依赖项 。 运行应用程序所必需的组件都将打包成一个镜像并可以复用。 执行镜像时,它运行在一个隔离环境中,并且不会共享宿主机的内存、CPU 以及磁盘,这就保证了容器内进程不能监控容器外的任何进程。 容器内的应用进程直接运行于宿主的内核,容器内没有自己的内核,而且也没有进行硬件虚拟,而是对进程进行封装隔离。 虚拟机:通常包含整个操作系统及其应用程序,同时也需要运行一个hypervisor来控制虚拟机。 虚拟一套硬件后, 在其上运行一个完整操作系统,在该系统上在运行所需应用进程 容量大小: 虚拟机:大小一般是几个G, 容器:容器是轻量级的而且大小在 M 以内 性能: 虚拟机:启动操作系统以及初始化托管应用会花费几分钟的时间 容器:表现更加出色,并且几乎可以秒启动。 架构: 1. 敏捷环境:容器技术最大的优点是创建容器实例比创建虚拟机示例快得多,容器轻量级的脚本可以从性能和大小方面减少开销。 2. 提高生产力:容器通过移除跨服务依赖和冲突提高了开发者的生产力。 每个容器都可以看作是一个不同的微服务,因此可以独立升级,而不用担心同步。 3. 版本控制:每一个容器的镜像都有版本控制,这样就可以追踪不同版本的容器,监控版本之间的差异等等。 4. 运行环境可移植:容器封装了所有运行应用程序所必需的相关的细节比如应用依赖以及操作系统。 这就使得镜像从一个环境移植到另外一个环境更加灵活。 比如,同一个镜像可以在 Windows 或 Linux 或者 开发、测试或 stage 环境中运行。 5. 标准化: 大多数容器基于开放标准,可以运行在所有主流 Linux 发行版、Microsoft 平台等等。 6. 安全:容器之间的进程是相互隔离的,其中的基础设施亦是如此。 这样其中一个容器的升级或者变化不会影响其他容器。 1. 复杂性增加:随着容器及应用数量的增加,同时也伴随着复杂性的增加。 在生产环境中管理如此之多的容器是一个极具挑战性的任务,可以使用Kubernetes和Mesos等工具管理具有一定规模数量的容器。 2. 原生 Linux 支持:大多数容器技术,比如Docker,基于 Linux 容器(LXC),相比于在原生 Linux 中运行容器,在 Microsoft 环境中运行容器略显笨拙,并且日常使用也会带来复杂性。 3. 不成熟:容器技术在市场上是相对新的技术,需要时间来适应市场。 开发者中的可用资源是有限的,如果某个开发者陷入某个问题,可能需要花些时间才能解决问题。 操作系统容器 :如维基百科中所述,“操作系统层虚拟化是一种计算机虚拟化技术,这种技术将操作系统内核虚拟化,可以允许多个独立用户空间的存在,而不是只有一个。 这些实例有时会被称为容器、虚拟引擎、虚拟专用服务器或是 jails(FreeBSD jail 或者 chroot jail)。 从运行在容器中的程序角度来看,这些实例就如同真正的计算机。 ” 如上所述,容器共享宿主机的内核,但是提供用户空间隔离。 我们可以像在宿主机操作系统上一样,在容器中安装、配置以及运行应用程序。 相似的是,分配给容器的资源仅对自己可见。 就好比是,任何虚拟机不能获取其他虚拟机的资源。 当需要配置大量具有相同配置的操作系统时,操作系统容器就会非常有用。 因此,容器有助于创建模板,可以用于创建与另一个操作系统类似风格的容器。 要创建操作系统容器,我们可以利用容器技术,如 LXC,OpenVZ,Linux VServer,BSD Jails 和 Solaris 区域。 应用容器 :如维基百科所述,“应用程序虚拟化是从其所执行的底层操作系统封装计算机程序的软件技术。 一个完全虚拟化的应用,尽管仍像原来一样执行,但是并不会进行传统意义上的安装。 应用在运行时的行为就像它直接与原始操作系统以及操作系统所管理的所有资源进行交互一样,但可以实现不同程度的隔离或者沙盒化。 ” 在这种情况下,术语 “虚拟化” 是指被封装的工件(应用程序),这与其在硬件虚拟化中的含义截然不同,其中它涉及被抽象的工件(物理硬件)。 应用程序容器旨在作为单个进程进行打包和运行服务,而在 OS 容器中,可以运行多个服务和进程。 容器技术如 Docker 和 Rocket 就是应用程序容器的示例。

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标签: 容器

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