GIS+=地理信息+容器技术（1）——容器技术概述

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题记

假如我们需要部署一个Web服务器，我们需要做什么样的工作呢？

1、申请、扩展、购买硬件服务器资源；或者租用或购买VPS（公有云虚拟云主机）

2、安装操作系统（Windows或者Linux）

3、部署Web服务器软件（Apache或者Nginx)

4、部署支持Web所需的开发环境（PHP、Python等）以及数据库（MySQL）

5、有些还需要在某些框架开发（Python的Django)

6、部署代码到Web服务器软件的指定目录

7、配置公网IP地址

当然，走到这一步我们会感觉，看上去是比较麻烦，不过现实中我们有成熟的技术来解决这些问题啊，例如虚拟化镜像，但是我们仍然会有很多问题需要解决，例如：

• 1、相同软件环境的多个服务器安装（例如我们为了负载均衡）
• 2、不同软件环境服务器的安装（例如我们的Python环境，有的需要2.7，但有的需求3.4）
• 3、不同硬件环境的相同软件环境的安装（例如酷睿1的CPU不能满足需求，升级到酷睿5却没有同样的OS和软件环境）

这些都是我们所面临的问题，而虚拟化镜像就不能解决所有问题，他可以很好的解决1和3，但是并不能同时解决2的问题，那么我们就可以通过容器技术来解决所有的问题。

容器技术

容器技术就是一种系统基本的虚拟化（System-level virtualization)，它允许在同一个硬件环境和内核环境下，允许多个独立的用户空间实例的允许，多个User Space共享操作系统的Kernal，而我们所说的User Space其实就是一个个的容器。

常见的SLV的解决方案包括：LXC、OpenVZ、Docker、Lmctfy。其他三个我们都有所耳闻，关于Lmctfy其实是Google开源的容器虚拟化的实现，据说Google公司内部每周都会创建或者销毁近20亿个容器。

容器的核心技术

1、Cgroups限制容器的资源使用

其实Linux内核本身就提供限制、记录和隔离进程组所使用的资源，通过不同的子系统（blkio、CPU等）记录对不同资源使用的控制和记录。

root@controller:/sys/fs/cgroup/cpu# ls
cgroup.clone_children  cpu.cfs_period_us  cpu.stat           tasks
cgroup.procs           cpu.cfs_quota_us   notify_on_release  user
cgroup.sane_behavior   cpu.shares         release_agent
root@controller:/sys/fs/cgroup/cpu# cat cpu.stat
nr_periods 0
nr_throttled 0
throttled_time 0

2、NameSpace机制，实现容器间的隔离

由于我们可以在同一个OS上面，实现N个容器的同步运行，所以我们一般通过NameSpace机制来实现容器间的隔离，包括以下相关参数：

•pid，容器有自己独立的进程表和1号进程

•net，容器有独立的networkinfo

•ipc，在ipc通信时，需要加入额外信息来标识进程

•mnt，每个容器都有自己唯一的目录挂载

•utc，每个容器有独立的hostname和domain

3、Chroot，文件系统的隔离

同样，我们知道一提起Linux操作系统，有Redhat，有Ubuntu，有Suse，有CentOS，不同Linux版本基本上在同一Linux内核，只是他们的Root file system不同，容器也是一样，他们有基于容器需要的类似于Root Fs的文件系统，可以实现基于同一个宿主机RootFS，而且还有容器自身不同的Root文件。

容器VS.虚拟机

任何提起容器的文件都不免会得到一个疑问，既然最早我们接触虚拟机的概念，现在又讲到容器，如何来区别两者呢，两者是互相替代关系还是可以互补呢？

虚拟机

虚拟机是运行在物理宿主机上的软件抽象。配置一个虚拟机就像是购买一台计算机：你需要定义你想要的 CPU 数目、RAM 和磁盘存储容量。配置好了机器后，你为它加载操作系统，以及你想让虚拟机支持的任何服务器或者应用程序。虚拟机允许你在一台硬件主机上运行多个模拟计算机。让你充分利用硬件资源。这是虚拟机的优势。

但是虚拟机也有自己的不足：

所有分配给一个虚拟机的资源，无论是什么，都是专有的。这里没有资源的流动。每台虚拟机拥有分配给它的所有资源。让它们跑起来需要很长时间。如果你处于基础设施需要快速增长的情形，即使增加虚拟机是自动的，你仍然会发现你的很多时间都浪费在等待机器上线。

容器

容器是一个Linux 进程，Linux 认为它只是一个运行中的进程。该容器进程也分配了它自己的 IP 地址。一旦给予了一个 IP地址，该进程就是宿主网络中可识别的资源。容器/进程以动态、合作的方式共享主机上的资源。CPU、内存和存储空间的分配是动态的，和典型虚拟机的静态方式不同。由于容器作为OS的一个进程，所以容器能非常快速地启动。

总结

其实现在对于两者而言，并没有绝对的替代关系，现在慢慢的把传统虚拟化当成云计算的IaaS，提供基础设施服务，容器更多的是在PaaS层，也就是运行在虚拟机内，提供服务。