Docker和虚拟机差异

用图表示Docker和虚拟机的本质区别

Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，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。

虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。

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从下到上理解上图:

• 基础设施(Infrastructure)。它可以是你的个人电脑，数据中心的服务器，或者是云主机。
• 主操作系统(Host Operating System)。你的个人电脑之上，运行的可能是MacOS，Windows或者某个Linux发行版。
• 虚拟机管理系统(Hypervisor)。利用Hypervisor，可以在主操作系统之上运行多个不同的从操作系统。类型1的Hypervisor有支持MacOS的HyperKit，支持Windows的Hyper-V以及支持Linux的KVM。类型2的Hypervisor有VirtualBox和VMWare。
• 从操作系统(Guest Operating System)。假设你需要运行3个相互隔离的应用，则需要使用Hypervisor启动3个从操作系统，也就是3个虚拟机。这些虚拟机都非常大，也许有700MB，这就意味着它们将占用2.1GB的磁盘空间。更糟糕的是，它们还会消耗很多CPU和内存。
• 各种依赖。每一个从操作系统都需要安装许多依赖。如果你的的应用需要连接PostgreSQL的话，则需要安装libpq-dev；如果你使用Ruby的话，应该需要安装gems；如果使用其他编程语言，比如Python或者Node.js，都会需要安装对应的依赖库。
• 应用。安装依赖之后，就可以在各个从操作系统分别运行应用了，这样各个应用就是相互隔离的。
  
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  从下到上理解上图:
• 基础设施(Infrastructure)。
• 主操作系统(Host Operating System)。所有主流的Linux发行版都可以运行Docker。对于MacOS和Windows，也有一些办法”运行”Docker。
• Docker守护进程(Docker Daemon)。Docker守护进程取代了Hypervisor，它是运行在操作系统之上的后台进程，负责管理Docker容器。
• 各种依赖。对于Docker，应用的所有依赖都打包在Docker镜像中，Docker容器是基于Docker镜像创建的。
• 应用。应用的源代码与它的依赖都打包在Docker镜像中，不同的应用需要不同的Docker镜像。不同的应用运行在不同的Docker容器中，它们是相互隔离的
  使用上有哪些差别

Docker和虚拟机特点对比

启动时间：Docker秒级启动，虚拟机分钟级启动。

轻量级：docker镜像大小通常以M为单位，虚拟机以G为单位。容器资源占用小，要比虚拟机部署更快速。

性能：docker共享宿主机内核，系统级虚拟化，占用资源少，没有Hypervisor层开销，性能基本接近物理机; 虚拟机需要Hypervisor层支持，虚拟化一些设备，具有完整的GuestOS，虚拟化开销大，因而降低性能，没有容器性能好。

安全性：由于共享宿主机内核，只是进程级隔离，因此隔离性和稳定性不如虚拟机，docker具有一定权限访问宿主机内核，存在一定安全隐患。

使用要求：VM基于硬件的完全虚拟化，需要硬件CPU虚拟化技术支持; docker共享宿主机内核，可运行在主流的Linux发行版，不用考虑CPU是否支持虚拟化技术。

Docker守护进程可以直接与主操作系统进行通信，为各个Docker容器分配资源；它还可以将容器与主操作系统隔离，并将各个容器互相隔离。虚拟机启动需要数分钟，而Docker容器可以在数毫秒内启动。由于没有臃肿的从操作系统，Docker可以节省大量的磁盘空间以及其他系统资源。

虚拟机优势

虚拟机更擅长于彻底隔离整个运行环境。例如，云服务提供商通常采用虚拟机技术隔离不同的用户。

深层次挖掘Docker为什么具有上述优点？

Q: 我多次重读Docker.io文档，希望搞明白Docker.io和一个完全的虚拟机的区别。Docker是如何做到提供一个完整的文件系统，独立的网络环境等等这些功能，同时还没有如此庞大？为什么部署软件在一个docker镜像（image）比部署在一致的生产环境上要容易？

A: 当前，Docker内部使用的是Linux容器技术（LXC），这是运行在与它的宿主机器同样的操作系统上。这准许它可以和宿主机器共享许多系统资源。它也会使用AuFS作为文件系统，也为你管理网络。
AuFS是一个层状的文件系统，因此你可以有一个只读部分和一个只写部分，然后将二者组合起来。你可以使系统的共同的部分用作只读，那块是被所有容器共享，并且给每个容器自己的可写区域
好吧，让我们假设你有一个容器镜像（image）容量是1GB，如果你想用一个完整的虚拟机来装载，你得需要容量的大小是1GB乘上你需要虚拟机的数量。但使用Linux容器虚拟化技术（LXC）和AuFS，你可以共享1GB容量，如果你需要1000个容器，假设他们都运行在同样的系统影像上，你仍然可以用稍微比1GB多一点的空间来给容器系统，
一个完整的虚拟化系统得到了分给它的自有全部资源，只有最小的共享。你获得了更多的隔离，但是这是很庞大的（需要更多的资源）
使用Linux容器虚拟化技术（LXC），隔离性方面有所缺失，但是他们更加轻量，而且需要更少资源。所以你可以轻松运行1000个容器在一个宿主机器上，甚至眼都不眨。试着用Xen来实现那个，我想除非你有一个超级强大的主机，不然我看是不可能的了
一个完整的虚拟系统通常得用几分钟去启动，linux容器虚拟技术（LXC）只要数秒，甚至有时时间更短。
对于每种虚拟系统都有反对者和支持者。如果你希望一个完全隔离的和资源有保障的环境，那么完全的虚拟机是你的选择。如果你只希望进程之间相互隔离，并且希望大量运行他们在一个合理大小的宿主机器上。那么linux容器虚拟技术（LXC）是你的选择。
"为嘛在docker镜像上部署软件比在一致生产环境上容易?"我觉得问这个问题是非常愚蠢的
部署一个一致的生产环境说起来容易做起来难。即使你使用了chef 和puppet之类的工具，像操作系统升级，还有一些其它的事情而造成的主机及环境之间的改变，往往是常有的事。
docker所做的事情就是赋予你一种能力，使你可以将OS快照存入一个通用的镜像，并使得在往其它的docker主机上部署时变得容易。对于本地，开发、质量管理、产品等等，都是用的同一个镜像。当然你也可以用其它的工具来做到这一点，但是可能没有这么容易或者这么快。
这对于单元测试是非常棒的。让我们来看看你有1000个测试，而且都需要连接数据库。为了不破坏任何事情，你需要一个接着一个的运行，以便这些测试不会相互影响（每个测试都在事务中，然后回滚回去）。使用Docker，那么你可以创建一个数据库的镜像（image），既然你知道这些测试会运行在相同的的数据库快照下，那么就可以并行地运行所有测试。既然这些测试都是并行运行在linux容器中，那么他们可以同时运行在同样的环境中。这样你的测试会完成的非常快。