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如果说个人主机时代大家比拼的关键是CPU主频的高低和内存的大小，那么在云计算时代，虚拟化技术无疑是整座信息技术大厦最核心的一块基石。

伴随着信息技术产业的发展，虚拟化技术已经应用到各种关键场景中。从最早上世纪60年代IBM推出的大型主机虚拟化到后来x86平台上的虚拟化，虚拟化技术自身也在不断丰富和创新。

虚拟化既可以通过硬件模拟来实现，也可以通过操作系统来实现。而近些年出现的容器虚拟化方案，更是充分利用了操作系统本身已有的机制和特性，可以实现轻量级的虚拟化，甚至有人把它称为新一代的虚拟化技术。Docker毫无疑问就是其中的佼佼者。

那么，什么是Docker？它会带来什么好处？它跟现有虚拟化技术又有何关系呢？

本章在介绍Docker项目的起源和发展之后，会剖析Docker和Linux容器技术的密切联系，以及在开发和运维中使用Docker的突出优势。最后，还将阐述Docker在整个虚拟化领域中的定位。

1.什么是Docker

Docker开源项目

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于Go语言并遵从Apache 2.0协议开源。Docker是一个开放平台，用于开发应用、交付（shipping）应用、运行应用。 Docker允许用户将基础设施（Infrastructure）中的应用单独分割出来，形成更小的颗粒（容器），从而提高交付软件的速度。

Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。

容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app）,更重要的是容器性能开销极低。

Docker 从 17.03 版本之后分为 CE（Community Edition: 社区版） 和 EE（Enterprise Edition: 企业版），我们用社区版就可以了。

Docker的主要目标是“Build,Ship and Run Any App,Anywhere"，即通过对应用组件的封装（Packaging）、分发（Distribution）、部署（Deployment)、运行（Runtime）等生命周期的管理，达到应用组件级别的“一次封装，到处运行”。这里的应用组件，既可以是一个Web应用，也可以是一套数据库服务，甚至是一个操作系统或编译器。

Docker基于Linux的多项开源技术提供了高效、敏捷和轻量级的容器方案，并且支持在多种主流云平台（Paas）和本地系统上部署。可以说Docker为应用的开发和部署提供了“站式"的解决方案。

Docker容器与虚拟机类似，但二者在原理上不同。容器是将操作系统层虚拟化，虚拟机则是虚拟化硬件，因此容器更具有便携性、高效地利用服务器。 容器更多的用于表示 软件的一个标准化单元。由于容器的标准化，因此它可以无视基础设施（Infrastructure）的差异，部署到任何一个地方。另外，Docker也为容器提供更强的业界的隔离兼容。

Docker 利用Linux核心中的资源分离机制，例如cgroups，以及Linux核心名字空间（namespaces），来创建独立的容器（containers）。这可以在单一Linux实体下运作，避免引导一个虚拟机造成的额外负担[3]。Linux核心对名字空间的支持完全隔离了工作环境中应用程序的视野，包括行程树、网络、用户ID与挂载文件系统，而核心的cgroup提供资源隔离，包括CPU、存储器、block I/O与网络。从0.9版本起，Dockers在使用抽象虚拟是经由libvirt的LXC与systemd - nspawn提供界面的基础上，开始包括libcontainer库做为以自己的方式开始直接使用由Linux核心提供的虚拟化的设施，依据行业分析公司“451研究”：“Dockers是有能力打包应用程序及其虚拟容器，可以在任何Linux服务器上运行的依赖性工具，这有助于实现灵活性和便携性，应用程序在任何地方都可以运行，无论是公用云端服务器、私有云端服务器、单机等。”

Docker作为基于Go语言实现的云开源项目，诞生于2013年初，最初发起者是dotCloud公司。Docker自开源后受到广泛的关注和讨论，目前已有多个相关项目，逐渐形成了围绕Docker的生态体系。dotCloud公司后来也改名为Docker Inc，专注于Docker相关技术和产品的开发。

Docker项目目前已加人了Linux基金会，遵循Apache 2.0协议，全部开源代码均在https://github.com/docker/docker上进行维护。在最近一次Linux基金会的调查中，Docker是仅次于Openstack的最受欢迎的云计算开源项目。

现在主流的Linux操作系统都已经支持Docker。例如，Redhat RHEL 6.5/CentOS 6.5往上的操作系统、Ubuntu 14.04操作系统，都已经默认带有Docker软件包。Google公司宣称在其PaaS（Platform as a Service）平台及服务产品中广泛应用了Docker。微软公司宣布和Docker公司合作，以加强其云平台Azure对Docker的支持。公有云提供商亚马逊近期也推出了AWS EC2 Container，提供对Docker的支持。

 

Linux容器技术

Docker引擎的基础是Linux容器（Linux Containers，LXC）技术。IBM Developer Works上给出了关于容器技术的准确描述：

容器有效地将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中，以便更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。与虚拟化相比，这样既不需要指令级模拟，也不需要即时编译。容器可以在核心CPU本地运行指令，而不需要任何专门的解释机制。此外，也避免了准虚拟化（paravirtualization）和系统调用替换中的复杂性。

Linux容器其实不是一个全新的概念。最早的容器技术可以追溯到1982年Unix系列操作系统上的chroot工具（直到今天，主流的Unix、Linux操作系统仍然支持和带有该工具）。早期的容器实现技术包括SUN Solaris操作系统上的Solaris Containers（2004年发布），FreeBSD操作系统上的FreeBSD jail（2000年左右出现），以及GNU/Linux上的Linux-VServer(http://linux-vserver.org/)（2001年10月）和OpenVZ(http://openvz.org)（2005年）。

虽然这些技术经过多年的演化已经十分成熟，但是由于种种原因，这些容器技术并没有被集成到主流的Linux内核中，使用起来并不方便。例如，如果用户要使用OpenVZ技术，就需要先给操作系统打上特定的内核补丁方可使用。

后来LXC项目借鉴了前人成熟的容器设计理念，并基于一系列新的内核特性实现了更具扩展性的虚拟化容器方案。更加关键的是，LXC被集成到了主流Linux内核中，进而成为Linux系统轻量级容器技术的事实标准。