容器技术发展史

在互联网行业，我们必然会接触到 “容器技化技术” 的，尤其是在 “应用部署” 这一块（一般会使用 docker-swarm或 k8s 去管理），而这些工作都由相关的运维人员去操作。但是作为开发者，我认为还是很有必要去学习运维相关的知识的，特别是 “容器化技术” 这一块，本文来简单的闲聊一下。

02 容器化由来

也许我们都会想，为啥会有 容器化 这个概念呢？下面我们来看看是怎么衍生这个概念的。

2.1 物理机时代

以 Windows 为代表的时代：很久以前，在物理机时代，如果我们要部署一个应用，在一开始，会在 PC 物理机上搭建环境（如：java的环境、maven环境等），然后手动打包应用，再手动启动应用，这一系列的操作都是手动的，相当麻烦。

2.2 虚拟机时代

以 VMWare 为代表的时代：为了节省时间，提高效率，聪明的项目经理就提出了一些需求，他们希望能做到如下的一款软件，需求如下：

• 这是一款虚拟机软件，搭载在物理机上的；
• 虚拟机软件的功能就是跟物理机的功能一模一样，包括环境；
• 跟物理机一样，可以在虚拟机上安装操作系统，然后在操作系统安装相应的应用部署环境，比如:安装 Windows环境，然后在 Windows 环境安装 maven 、 jdk 等；
• 虚拟软件里面装的系统镜像可以随意的克隆，相当于复制一套环境了。

上述的描述，我们可以看到如果使用了虚拟机，我们可以快速复制虚拟机里面的镜像，直接在另外一套虚拟机软件就能使用了，确实提高了效率，但是！这是很耗资源的，因为这款虚拟机里安装的是一整套操作系统软件。

2.3 容器化时代

以 Docker 为代表的时代 ：可以看出虚拟机是很 “重” 的，为了解决这个问题，聪明的攻城狮提出了容器化的概念，那么容器化要做到什么地步？

• 当然要比虚拟机做得更“轻”
• 也要比虚拟机做得更“快”
• 功能也要更强，比如：有 标准化的迁移方式、统一的参数配置、自动化部署、应用集群监控、开发与运维之间的沟通桥梁 等等。

下图是 “虚拟化技术” 与 “容器化技术” 的对比：

虚拟化技术：

容器化技术：

03 容器化发展

说到 容器化，必然会联系到 云原生，他们的关系是彼此依赖的。

容器技术催生了云原生思潮，云原生生态推动了容器技术发展

云原生技术：

• 云原生技术有利于各组织在 公有云、私有云和混合云等新型动态环境中，构建和运行可弹性扩展的应用
• 云原生的代表技术包括 容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API

借用百度的一张图来说明容器技术和云原生诞生的历史背景：

可以看到在 2013 年的 Docker，到 2014 年 Kubernetes 的项目发布，直接让容器技术逐步席卷天下，容器技术开始和编排系统起头并进。

有了容器化技术的技术支撑，2015年由 Google，Redhat、Microsoft 及一些大型云厂商共同创立了CNCF，云原生浪潮启动。

到现在的 202x 年，可以看到容器服务商业化，容器引擎技术飞速发展，新技术不断涌现，不断的升级，Kata Containers 开始2.0架构，阿里云发布沙箱容器2.0….

容器化技术的发展大致可以分为如下几个历史阶段（借用百度图片）：

04 容器化技术

说到容器化技术，最贴近我们日常开发运维的便是 “docker”、“docker-compose”、“docker-swarm”、“Kubernetes（k8s）”这几个概念，下面我们看看这几个技术的含义，以及他们之间的关系。

4.1 docker

docker 是容器化的一个工具，它的思想是“集装箱”，何为集装箱？（下图是在百度图片搜的一张图）

在上图，我们可以看到在 docker 守护进程即 docker daemon 里面，有一个 containers 容器，容器里面有很多个“集装箱”，我们只要把我们的 Images 镜像放入“集装箱”里，然后用户只要在客户端 client 里运行 docker 命令即可操作我们的镜像了，而这些镜像可以放到仓库 registry，以供其他用户使用，非常方便移植。

对于用户来说，可以看到 docker 有如下的功能：

• 更加关注容器能做什么，无需关心里面有什么；
• 有一套工具(如上图的client) 来管理：打包 -> 运输 -> 运行；
• 减少了部署单元的数量，从而减少了花销：即多个工具（集装箱）聚集在一个“容器”内；
• 多个环境管理与隔离：以“容器”为单位进行部署和管理。

总结：可以说大部分容器技术都是以Docker为基础，它是我们使用其他容器技术的核心。

4.2 docker-compose

既然有了 docker 为基础，我们就可以使用容器化技术了，但是现在很多的线上环境都不是单机的了，大多数会分布式或集群，那么我们需要部署多个容器，比如docker中有成百上千的容器需要启动，如果我们一个一个容器的手动去启动，那该多耗时间。

这个时候，docker-compose 就出来了，它只要配置一个文件，在文件里声明好要启动的容器，docker 就会按照声明的配置去把所有的容器启动起来。

比如：使用 docker-compose up 命令 即可以启动所有的容器！

总结：docker-compose 就是一个容器管家，负责帮你启动所有配置的容器。

4.3 docker-swarm

其实docker-compose 有一个缺陷，就是只能管理当前主机上的 docker，而不能去启动其他主机上的 docker 容器，那该怎么办呢？

这个时候 docker-swarm 出现了，它可以管理 多主机 上的 docker，而这些东西是 docker-compose 做不到的。

docker-swam 可以启动容器、监听容器状态、保证容器的高可用，同时也保证服务间的负载均衡。

总结：docker-swarm 就是一个 docker-compose 的升级版，支持多主机并增添和很多的多主机场景下的功能。

4.3 k8s

Kubernetes简称 k8s ，它的功能与 docker-swarm 差不多，都是一个 跨主机的容器管理平台 ，我们日常的运维开发，可以使用 k8s 或者 docker-swarm 。

他们之间的主要区别就是研发的公司不同。

– docker-swarm 是 docker 公司研发的

– k8s是Google公司根据自身的多年的运维经验研发的一款容器管理平台

总结：k8s 与 docker-swarm的功能差不多，主流比较推荐使用 k8s ，毕竟是大公司研发的，但是使用docker-swarm也是没问题的。

05 小结

通过阅读本文，我们可以了解到：

– 容器化概念的产生经历了：物理机 -> 虚拟机 -> 容器化的发展；

– 容器化与云原生的关系：容器技术催生了云原生思潮，云原生生态推动了容器技术发展；

– 容器化技术的核心是 docker ，在 docker 的基础上发展了容器管理平台：单机版的 docker-compose -> 跨主机的 docker-compose -> 跨主机的 k8s。

主要从一个浅层的角度去漫谈容器化技术的相关概念，从而让我们有一个感性的认知。接下来博主打算继续编写相关的实操文章，文章内容涉及 docker 基础、docker-swarm及k8s的搭建与使用。