【深入浅出容器云】关于容器云你不得不知的十大特性

导语：随着以Docker为代表的容器技术在国内的迅速发展，容器云也逐渐被广大开发者所熟知，但容器云（CaaS）相比传统的云主机（IaaS）在实际应用中还存在着一些鸿沟。为此，我们试图以通俗精炼的语言向广大开发者介绍容器的特点，应用场景以及优势等。【深入浅出容器云】系列文章是由时速云出品，本文是第一篇，欢迎大家不吝赐教。

1.高密度高弹性

现有的云计算平台在面对大规模、高弹性计算的需求时往往会遇到一些瓶颈：

1.难以在短时间内启动大规模计算资源来应对高并发的需求；
2.传统IaaS的弹性计算性价比低，每个虚拟机都要消耗额外的系统资源。

由于Docker容器的启动一般在秒级实现，这相比传统的虚拟机方式要快得多。另外 Docker 对系统资源的利用率很高，一台主机上可以同时运行数千个 Docker 容器。容器除了运行其中的应用外，基本不需要消耗额外的系统资源，使得应用的性能很高，同时系统的开销很小。基于虚拟机的技术决定了它的启动速度分钟级（或数秒级），而Docker基于轻量级的LXC，它的启动速度是毫秒级（秒级）的。这就使得容器云具备高密度，高弹性的特性，在面对突发访问量时也能轻松应对。另外它通过提升应用对系统资源的利用率，使得相比虚拟机的性价比大大的提高了。

2.兼具IaaS的灵活和PaaS的便利

基于Docker的容器云是一个用于开发、交付和运行应用的平台，Docker 设计用来更快的交付应用程序。Docker 可以将你的应用程序和基础设施层隔离，并且还可以将基础设施当作程序一样进行管理。Docker 可以实现更快地打包代码、测试以及部署，并且大大缩短从开发到运行上线的周期。容器云的本质是一个轻量级的容器虚拟化平台，以及一套标准的开发，构建，部署，运行的流程，并且可以集成各类工具，比如持续集成，数据库与缓存，大数据等，以及一些PaaS类的服务。容器云在计算资源调度上具备IaaS的灵活性，以及PaaS的便利，弹性伸缩，日志监控，滚动升级，持续集成/部署等系统级的PaaS服务已成为容器云的标配，并逐渐会往上层发展，比如部署数据库与缓存，大数据，安全监控等服务，以及集成各类SaaS服务。

3.容器化应用是基石，一切都封装在镜像里

Docker 提供了一种在安全隔离的容器中运行几乎所有应用的方式，这种隔离性和安全性允许你在同一主机上同时运行多个容器，而容器的这种轻量级特性，意味着你可以节省更多的系统资源，因为你不必消耗运行 hypervisor 所需要的额外负载。对于容器云而言，所有的应用都需要容器化以后才能发布，即将应用程序打包进Docker容器，以镜像的方式运行。容器化应用未来将会成为云端应用交付的标准。

4.实现更快速的交付和部署

对于开发者来说，往往希望能够一次构建，随处运行。试想一下，如果你的team里10个开发者，按传统的方式，每个新来的人往往需要在自己的环境里重复搭建一套开发测试环境，而通常因为系统的不一致（有的人玩Windows，有的玩Ubuntu，抑或是Mac），导致出错率大大提高以及效率的降低。而使用Docker之后，开发者可以使用一个标准的镜像来构建一套开发环境，开发完成之后，运维人员可以直接使用这个容器来部署代码。 Docker 可以快速创建容器，快速迭代应用程序，并让整个过程全程可见，使团队中的其他成员更容易理解应用程序是如何创建和工作的。

5.更易于微服务架构的实现

微服务采用一组服务的方式来构建一个应用，服务独立部署在不同的进程中，不同服务通过一些轻量级交互机制来通信，例如 RPC、HTTP 等，服务可独立扩展伸缩，每个服务定义了明确的边界，不同的服务甚至可以采用不同的编程语言来实现，由独立的团队来维护。微服务通常具有相互独立、原子化、松耦合结构等特点。基于Docker的容器云更易于微服务架构的实现主要体现在以下几个方面：

  1.一个容器即是一个完整的执行环境，不依赖外部任何的东西。
  2.一台物理机器可以同时运行成百上千个容器。它的计算粒度足够的小。
  3.容器通常是秒级创建和销毁，所以非常适合服务的构建和重组。
  4.一系列的容器编排工具，能够快速的实现服务的组合和调度。

比如在时速云的容器编排里，可以支持Pod和Stack两种级别的编排。Pod俗称容器组，直译为豌豆荚，也就是以多个容器为一个调度单元，容器之间共享网络、存储等，它们的关系是同生共死。Stack即是彼此之间相互独立的容器之间的组合。

6.更高效的虚拟化

由于Docker轻量并且快速，因此相对于基于Hypervisor的虚拟机的部署方式，Docker提供了一种更可行和划算的替代方案，这对于高密度部署环境尤其有用，例如在构建私有云或PaaS。当然，当你想在有限的资源里部署更多的应用时，Docker对于中小型的部署也非常有用。Docker 容器的运行不需要额外的 hypervisor 支持，它是内核级的虚拟化，因此可以实现更高的性能和效率。

7.容器的启动是（毫）秒级的

通常，如果要在一台服务器上运行多个任务，传统的方法是将其划分为多个虚拟机，使用每个虚拟机来运行一个任务。但是虚拟机启动很慢，因为它们必须启动整个操作系统，这要花上几分钟的时间。而且这会占用大量资源，因为每个虚拟机都需要运行一个完整的操作系统实例。容器则提供了某种类似的行为，但是速度更快一些，因为启动一个容器就像启动一个进程。

8.像搭积木一样的进行资源编排

在基于Kubernetes的容器云中，可以实现Pod和Stack两种层面的编排。

1）Pod 编排

适用于紧耦合的服务组，保证一组服务始终部署在同一节点，并可以共享网络空间和存储卷。也就是同一个Pod 内的容器可以通过 localhost 访问彼此服务，共享网络空间，容器的端口不能互相冲突；对于同一个存储卷，可以被同一个Pod 的多个容器操作。通过 Pod 编排，使我们不需要重新构建镜像，就可以把多个服务进行整合。如果一个容器推荐仅包含一个进程，那么Pod更像是可以容纳多个进程的虚拟机。

2）Stack 编排

设计上与 Docker Compose 相似，但可以支持跨物理节点的服务之间通过 API 进行网络通信。以上两种编排均支持用 yaml 文件描述多个容器及其之间的关系，定制各个容器的属性，并可一键部署运行。