[toc]

前言

近年来，云计算的概念席卷了整个 IT 圈。抛开忽悠概念的因素，云计算的发展和应用极大地改变了 IT 产业的研发、运营和管理。作为云计算最重要的核心技术之一，虚拟化技术的发展促成了这一巨大的变革，而容器技术作为最具有代表性的虚拟化技术革新，目前已经得到了业界的广泛关注，其中以 Docker 最具有代表性，最为火爆，鹅厂目前很多应用也或多或少使用到了 docker。

通过上图的分析可以看到，虚拟机和容器技术在隔离的层次上并不相同，虚拟机有从操作系统开始的完整的基础设施，而容器仅在工具、库这个层次及以上形成了自己的特有区域。这个特点决定了两者的属性，容器是比虚拟机更轻量的资源单元。轻量，意味着快速启停、迁移、分发等优良的性质，并且在资源总量一样的情况下，能够支持的容器单元数量将数倍于虚拟机。

WoW，Docker 来了！它是谁？能干嘛？

Docker 是谁？Docker 是由 dotCloud 公司在 2013 年开源的一款开源容器引擎，后来 Docker 火了干脆公司就改名为 Docker 了……

Docker 是一种基于 Linux 内核隔离技术的容器实现，用 Go 语言编写，其功能特性归纳为：

  • 资源隔离，包括文件系统、进程、网络等；
  • 资源控制；
  • 文件系统，具有写时复制、日志记录、版本管理等；
  • 提供控制 API；
  • 提供镜像分发、重用的生态系统。

Docker 的实现依赖了以下技术：

  • Namespace，利用 Linux 内核提供的 namespace 机制，容器能够建立资源隔离单元，隔离内容包括进程(PID)、网络(Net)、进程交互(IPC)、文件目录（Mnt）、hostname 及用户和用户组等。
  • CGroup，利用 CGroup 机制来处理不同容器之间竞争宿主机系统资源的问题，实现对资源的配额和度量。
  • LXC，在 Docker 发展的过程中，早期使用 LXC 来共享内核，实现容器的快速启停以及减少内存的消耗，在后来的发展中，docker 主键用 libcontainer 替代并扩展了 LXC 的功能。
  • AUFS，Docker 默认使用 AUFS 构建容器的文件系统，提供写时复制（Copy On Write）的特性，这是 Docker 镜像保存、修改及分发的基础。

基于 docker 提供的基础功能和其开源的属性，业界巨头和初创公司纷纷以此为基础开发出各种框架和工具，在分布式特性、网络特性、存储特性以及管理特性等方面对 Docker 进行扩展和补充，鹅厂 IEG 内部使用的 Docker 管理平台以及 TEG 的 Gaia 系统都是很好的例子。关于 docker 技术原理的文章能够很容易搜索到，本文就不在这里展开了，下面将根据容器的特点介绍几个典型的应用场景，并给大家介绍如何从零开始写一个简单的基于 Docker 的负载均衡器。

根据前述，Docker 作为一种容器，能够快速启停、占用较少的系统资源，同时根据其自身实现技术特点，又具备写时复制、保存分发等特点。所以不难想到以下几种应用场景很适合使用 Docker 实现：

  • 平台即服务（PAAS），沙箱的完美替代品；
  • 自动测试及持续集成，测试妹纸笑开了花；
  • 构建标准化无状态运行环境及快速部署，你知道重装环境有多么烦么；
  • 高可用（HA）和负载均衡（LB）系统，让故障和攻击陷入人民战争的汪洋大海，一会慢慢讲。

夸了那么多，难道 Docker 就没有缺点么？不是的，目前 Docker 正在快速发展过程中，在人们使用的过程中逐渐暴露了 Docker 的很多问题，其中不乏一些很严重的问题：

  • 隔离性问题，docker 依赖 Linux 内核提供的隔离机制，相比虚拟机而言，级别和程度都有不少下降，这也是追求轻量带来的副作用
  • 安全性问题，跟隔离性分不开，目前 Docker 存在诸如 root 权限提升，共享宿主信息等安全漏洞，这阻碍了其推广到企业级应用的脚步
  • 性能问题，由于引入了 AUFS，提供了很好的 COW 特性，但是这也会对 I/O 性能造成一定影响，因此不建议用 docker 负担有状态的任务
  • Docker 提供用于镜像分发和重用的生态系统，全球开发者都能够通过这个平台进行交流，但随之而来的就是如何保证镜像的质量、可靠性和安全性，PS.别人做的你敢用？

尽管存在诸多问题，但是这并不妨碍 docker 前进的脚步。业界也在期盼 docker 的快速成长。