VMware 容器解决方案一览

本文介绍了VMware最近宣布的两项容器解决方案，分别是vIC（整合了vSphere的容器技术（vSphere Integrated Containers））和Photon平台，并与现有方案进行了对比。

最近，VMware宣布了几项关于容器的和如何构建云原生应用（cloud-native application）的技术和方案。这次公告的目标客户是传统的VMWare客户，他们的特点是他们会关注Docker等新技术，同时对于离开可信的供应商又是比较谨慎的。vIC（整合了vSphere的容器技术（vSphere Integrated Containers））和Photon平台给与了这些客户一个机会来开始构建云原生应用。

然而，VMware提出的大量的新技术和新术语对于传统的VMware管理员们、架构师们和顾问们带来了新的挑战。本篇博文尝试搞清楚这些新的方案，并与现有方案进行对比。

vSphere Integrated Containers

第一个方案是vIC（整合了vSphere的容器技术（vSphere Integrated Containers）），这是VMware提出的一个进化的容器方案。根据VMware的介绍，vIC的理念是，容器本质上是”一个打包了依赖的、用于执行的、存在于私有命名空间（private namespace）的、资源受限的二进制可执行文件”，而容器宿主（container host）是“一个包含了必要的存储和网络架构的计算资源池，用于管理容器”。如果你接受这样一个前提的话，那么是什么构成容器和容器宿主并不重要，只要开发者们可以使用类似Docker APIs这样的标准容器APIs来访问这些资源就可以了。

vIC是从Bonneville项目发展而来，它将容器技术解构成了若干基本能力，然后通过组合VMware的ESXi、Photon OS和Instant Clone等技术来替换这些能力。这个解决方案可以将传统的vSphere架构和容器技术连接起来，使得VMware管理员使用熟悉的VMware工具（如vSphere）来管理这些特定类型的容器。

通过下面这张图来对比一下Docker容器技术和vIC。

在vIC架构中，ESXi虚拟层（hypervisor）替代Linux服务器作为Docker容器的宿主机操作系统。为了替代Linux内核隔离机制来创建容器，如namepaces和cgroups，vIC借助了ESXi的硬件虚拟化机制来创建容器虚拟机（container VMs）。为了使传统的vSphere虚拟机具备和Linux容器相匹配的启动速度，vIC使用Photon OS的一个“微小版本”（pico version）作为VM，并创建一个0开销的拷贝，称为JeVM（Just enough VM）。JeVM是一种新型的容器VM，共享父虚拟机的内存。当内存页发生改变的时候，写时拷贝（copy-on-write）操作将为子虚拟机创建一个新的内存页。每当一个新的容器创建时，都会重复这一过程。

vIC的其中一个优势是，可以使用现有的工具（如vCenter）来管理容器宿主机，原因是容器宿主机本质上就是一台ESXi主机或者vSphere集群。这意味着vIC可以利用vSphere的高级功能，如HA、vMotion和分布式资源调度（Distributed Resource Scheduling）（DRS）。我们把这种抽象称为虚拟容器宿主机（virtual container host）。VMware将VIH定义为“具有完全动态边界的容器终结点（Container endpoint with completely dynamic boundaries）”，在这个边界内，vSphere资源管理器处理容器如何放置，从而虚拟Docker宿主机可以是一个完整的vSphere集群，也可以是这个集群的一部分”。这对于有些人可能很容易混淆，我的理解是，DRS允许容器虚拟机可以在vSphere集群中的ESXi宿主机之间来回迁移。这样一来，我们可以把托管传统虚拟机的vSphere集群称为虚拟的VM宿主机（virtual VM host）。

作为容器终结点，VIH机制向开发者暴露了Docker APIs，使得他们与vIC交互的方式和与基于Linux的Docker容器的交互方式是完全相同的。同时，VIH和vIC实例可以通过vSphere网页客户端管理，就像传统的vSphere资源一样。

来自VMware的Georg Hicken提供的这张幻灯片很好地做了总结：

Photon平台

如果说vIC是针对从传统虚拟机过渡到容器的客户的解决方案，那么Photon平台就是针对完全使用容器和Kubernetes、Mesos等容器管理工具的客户的解决方案。Photon平台被设计来提供可扩展性和高性能，就像“Google风格”的数据中心架构一样。在Photon平台中，为了完成这个目标，VMware将传统的ESXi虚拟层替换为一种新型的轻量级的“microvisor”，将容器作为应用发布的基本单元，并使用一种新型的、经过优化的容器管理工具，称为Photon控制器（Photon Controller）。

了解Photon平台的一个好方法就是与另一种容器架构比较，比如CoreOS的Tectonic平台。

图中的Photon Machine是一种新的基于ESXi的微虚拟层（microvisor），它使用了Photon OS，提供了容器宿主机操作系统和容器运行时（container runtime）。刚开始这可能是令人疑惑的，因为在Tectonic平台中，容器宿主机操作系统是基于Linux的最小化系统CoreOS，而容器运行时是不同的，可以是RKT，也可以是Docker。在VMware术语中，容器宿主机操作系统是微虚拟层，容器运行时是Photon OS。

从这张图往上看，Photon Controller是一种分布式的控制层（control plane）和资源管理器（resource manager），用来管理大量的Photon Machines。单个控制器（monolithic controller），如vCenter，可扩展性往往存在一定的局限，而Photon Controller没有这种局限。例如，vIC就是使用vCenter来管理的容器解决方案，具有中等的可扩展性，而Photon平台则是一种适用于大规模容器的架构。

从图中可以看出，Photon Controller是一种超级管理器（uber-manager），用来管理容器和调度资源，就像Docker Machine/Compose/Swarm、Kubernetes和Apache Mesos一样。换句话说，你可以使用Photon Controller来创建和管理Kubernete集群或者Mesos集群。类似的做法是，vRealize Automation (vRA)可以管理不同的vSphere集群，其中的ESXi宿主机可以被vCenter实例来管理。Photon Controller可以与Lightwave项目整合，来提供身份访问管理。将来，Photon Controller会包含更多的插件，提供创建、监控、管理等多种能力。

小结和更多资源

在以容器为中心的、云原生应用方面，VMware正在进行各种探索。尽管很多人认为VMware是一个传统公司，但是需要注意的是，VMware的客户群将会谨慎地转向容器技术。VMware提出了vIC和Photon平台，提供给客户一个转向容器技术的方案。虽然，不能保证VMware在开源世界和云原生领域中一定会成功，但是他们已经踏出了积极的一步，创建了云原生应用团队，并开源了Photon Controller。无论如何，这显示了对于开源世界，VMware并不是空口说白话。总之，VMware不应该被忽视。

另外，我建议读者们阅读以下关于vIC和Photon平台的文章：

• 如何为你的云原生应用选择最好的架构
• Bonneville项目和vIC
• vIC技术一览
• 深入VMware的Photon Controller