一、比较docker容器技术与传统虚拟化技术
Docker容器技术是一个与传统的虚拟化技术有些本质上的差别，传统的虚拟化技术，是站硬件物理资源的基础上，虚拟出多个OS，然后在OS的基础上构建相对独立的程序运行环境，而Docker则是在OS的基础上进行虚拟，所以，Docker轻量很多，因此其资源占用、性能消耗相比传统虚拟化都有很大的优势。
docker容器很快，启动和停止可以在秒级实现，比传统的虚拟化技术要快很多，docker核心解决的问题是利用容器来实现类似VM的功能，从而节省更多的硬件资源，docker容器除了运行其中的应用之外，基本不消耗额外的系统资源，从而在保证性能的同时，减小系统开销，同时，它还可以达到“一次封装，到处运行”的目的。
Docker和传统虚拟化的区别如下：
| 特性 | Docker容器 | 传统虚拟化技术 |
|---|---|---|
| 启动速度 | 秒级 | 分钟级 |
| 隔离性 | 资源限制 | 完全隔离 |
| 性能 | 接近原生 | 弱于 |
| 计算机能力消耗 | 几乎无 | 损耗50%左右 |
| 系统支持量（单机） | 上千个 | 几十个 |
Docker和传统虚拟化的架构上的区别比较图如下：
二、NameSpace和Cgroup的概念与作用
Docker中有三个核心概念，分别是镜像、容器、仓库。而镜像的概念主要就是把运行环境和业务代码进行镜像打包，每个镜像都会存在多个“层”，镜像层都是只读的，不能往里写数据，如果想要写，就需要在其基础之上启动成一个容器， 在容器层，我们是可写的。
在镜像的多个“层”中，有一个busybox的概念，我将它理解为欺骗层。
虚拟化的技术就是来解决宿主机与虚拟机之间的耦合问题（简称“解耦”），传统虚拟化是属于完全解耦的，而docker是属于半解耦的。关于“耦合、解耦”的概念可以参考文档：什么是耦合、解耦？
1、NameSpace
那么，Docker技术是如何解耦的呢？这就引入了NameSpace的概念，其目的是将某个特定的全局系统资源通过抽象的方法使得NameSpace中的进程看起来拥有他们自己的隔离的全局系统资源实例，Docker技术通过Linux内核实现了六种NameSpace，如下：
| Namespace | 系统调用参数 | 隔离内容 |
|---|---|---|
| UTS | CLONE_NEWUTS | 主机名与域名 |
| IPC | CLONE_NEWIPC | 信息量、消息队列和共享内存 |
| PID | CLONE_NEWPID | 进程编号 |
| Network | CLONE_NEWNET | 网络设备、网络栈、端口等等 |
| Mount | CLONE_NEWNS | 挂载点（文件系统） |
| User | CLONE_NEWUSER | 用户和用户组 |
当Docker创建一个容器时，它会创建新的以上六种NameSpace的实例，然后把容器中的所有进程放到这些NameSpace之中，使得容器这个父进程只对自己的子进程有感知，而对于宿主机其他进程一无所知，从而产生一种它就是一个独立的系统的“错觉”。
3、Cgroup
Cgroup作用：控制程序对资源的占用。
Cgroup的具体作用如下：
- 限制资源的使用：Cgroup可以对进程组使用的资源总额进行限制；
- 优先级控制：通过分配CPU时间片数量及磁盘IO带宽大小，实际上就是相当于控制子进程运行的优先级。
- 资源统计：Cgroup可以统计系统资源使用量，比如CPU使用时间，内存使用量等。可用于按量计费。
- 进程控制：恢复执行进程；
使用Cgroup，我们可以更具体地控制对系统资源的分配、优先顺序、拒绝、管理和监控。可更好地根据任务和用户分配硬件资源，提高总体的效率，这样可以在docker容器中的服务受到外部干扰时，可以将其限制在容器之中，而不会影响宿主机或其他容器的运行，提高了安全性。
那么，docker是如何来定义容器使用的资源呢？
（1）Cgroup的应用举例
1、基于centos镜像运行一个容器，要求CPU使用权重为512。
先来看看其不进行CPU限制时，它是什么样子的？
1）宿主机的CPU限制
[root@docker ~]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.shares # 查看宿主机CPU的权重
10242）容器的CPU限制
[root@docker ~]# docker run -it centos
[root@40033df95ce4 /]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.shares
1024 # 可以看到和宿主机是一样的如果不进行修改CPU的权重，那么容器与宿主机对CPU的权重都是默认的1024，这样是很危险的，因为宿主机与容器对CPU的权重一样，因而导致，它们在对CPU资源出现抢占的情况下，其可使用的CPU资源是1:1，那么，如果在运行这个容器时，对其进行限制呢？若限制容器为512，宿主机还是1024，那么其CPU使用权重的比例就变成了2:1，下面对容器进行限制：
[root@docker ~]# docker run -it --name test1 -c 512 centos
[root@1694de884b3a /]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.shares
512 # 可以看到已经变成了5122、基于centos镜像运行一个容器，要求MEM为200M,MEM-SWAP为400M
1）以下是宿主机内存、交换空间的限制
[root@docker ~]# cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes # 查看内存的限制
9223372036854771712
[root@docker ~]# cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.memsw.limit_in_bytes # 查看交换空间的限制
92233720368547717122）以下是容器中对内存、交换空间的限制
[root@docker ~]# docker run -it centos
[root@692e78a5fedf /]# cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes # 内存限制
9223372036854771712
[root@692e78a5fedf /]# cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.memsw.limit_in_bytes # 交换空间限制
9223372036854771712 #单位是“bytes” 可以看到容器对内存和交换空间可以使用的量和宿主机是一样的，说明并没有进行限制，那么如何进行限制呢？
[root@docker ~]# docker run -it --name test2 -m 200M --memory-swap 400M centos
# 启动一个容器限制内存为300M，交换空间为400M
[root@bfc999f40acf /]# cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes
209715200 # 查看确认，单位为bytes
[root@bfc999f40acf /]# cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.memsw.limit_in_bytes
419430400 # 查看确认，单位为bytes3、基于centos镜像运行一个容器，要求写入速度为40M。
默认运行一个容器，不进行限制：
[root@bfc999f40acf /]# time dd if=/dev/zero of=a.txt bs=1M count=200 oflag=direct
200+0 records in
200+0 records out
209715200 bytes (210 MB, 200 MiB) copied, 0.203469 s, 1.0 GB/s # 结果为每秒写入468MB。
real 0m0.206s
user 0m0.001s
sys 0m0.167s可以看到，如果不对其进行限制，那么会使用宿主机最大的写速度，那么怎么限制呢？
[root@docker ~]# docker run -it --name test3 --device-write-bps /dev/sda:40MB centos
[root@a3cd9813e2e6 /]# time dd if=/dev/zero of=a.txt bs=1M count=200 oflag=direct
200+0 records in
200+0 records out
209715200 bytes (210 MB, 200 MiB) copied, 4.91592 s, 42.7 MB/s # 写入速度被限制在了40MB左右
real 0m4.918s
user 0m0.000s
sys 0m0.155s