容器技术初学

从2015年开始，容器技术开始大火，容器被誉为是一种处理虚拟计算的新方法。现在越来越多的企业开始使用容器技术，所以值得一学。

什么是容器？
容器有何特别之处？
该如何使用容器？

一、容器？
　　容器技术是通过使用主机上的孤立进程，建立虚拟环境的一种方法。这种孤立进程就叫容器，它有自己的一套文件系统资源和从属进程。容器不会侵扰主机系统，主机系统也不会侵扰容器。
　　容器在主机内核上运行。一个名为容器管理器的组件确保容器可以在主机上运行。容器在共享环境下有自己的资源。

二、容器有何特别之处？
　　首先要了解虚拟机。虚拟机是一个模拟计算机的软件。虚拟机的优点在于可以大大提高使用硬件的效率，好多虚拟机可以在一个硬件上运行。

　　那么虚拟机技术有一个很大的缺点就是：无论任何一个虚拟机使用它的全部资源，还是只是一小部分资源，硬件分配是静态的。换句话说，如果其中一个虚拟机使用的内存从不超过1GB，只存储100MB的文件系统，该虚拟机仍占用4 GB内存和整整1TB的存储空间，尽管该虚拟机只使用25%的内存和1%的存储空间。
　　相比之下，容器并不死死占用资源。构建一个容器时，不用为它分配内存、处理器或存储空间。事实上，容器以共享方式使用主机上的内存、处理器和存储空间。只要物理机处理得了，可以将好多个容器装入到该物理机上。容器只有在需要资源时才占用所需的那部分资源。不存在资源分配是固定的说法。

　　在构建容器时，可以添加所选择的操作系统；比如说Ubuntu。容器里面的Ubuntu操作系统会充分利用主机内核，不过会有属于Ubuntu一部分的程序包。比如说，虽然内核对软件包管理一无所知，但Ubuntu会提供软件包管理工具apt-get。此外，可以配置容器，以便使用特殊的Web服务器和脚本解释器等等。结果就是，你获得了虚拟机提供的环境配置，又不因静态分配而死死占用主机系统上的资源。另外，容器会有一个主机里面可见的IP地址。因而，主机可以通过容器的IP地址，直接访问容器。容器共享主机资源，并充分利用主机操作系统提供的内核级服务。

　　但是容器面临的一个限制是，无法混合搭配多个操作系统。在虚拟机领域，让Windows主机支持运行Linux的虚拟机或者让OS X系统运行Windows虚拟机相当常见。而容器就不是这样了；原因是，就本身而言，容器使用主机内核。因而，你要做到操作系统相互匹配。也就是说，Linux容器在Linux主机上运行。你可以在Windows Server（直至Windows Server 2016）上运行Windows容器。另外，还有Windows版的容器管理器：Docker。
　　要是你发现自己需要在Windows上运行Linux容器，总是可以在Windows下启动Linux虚拟机，使用Linux虚拟机作为主机系统。

三、该如何使用容器？
　　容器管理器
　　容器管理器是一种工具，可用来构建容器、部署容器，让容器在主机上运行。截至本文截稿时，市面上最流行的容器管理器是Docker和Rocket。
　　容器管理器的工作方式如下：假设你用PHP编写了一个短小的Hello World Web应用程序。你要创建一个容器配置文件，你会在其中描述应用程序所需的PHP文件。同样在该配置文件中，你要定义应用程序所需的各层。在这里，假设你的应用程序需要PHP 5.6解释器，你想要在Apache网站服务器下运行。到时就可以通过容器管理器，发出命令来运行你的应用程序。容器管理器在后台会执行这些操作：（1）读取配置文件，确定需要从注册中心获得的各层；（2）创建容器映像；（3）添加应用程序源文件；（4）在主机上启动容器。

　　了解层和映像
　　容器由一个个层组成。层就是容器映像。可能先是操作系统底层。然后，你声明其他层，比如说Web服务器和脚本运行时环境。一旦定义好了容器，就可以在已定义容器的基础上构建映像。映像是容器的模板，你可以在一个或多个主机上重复使用它。
　　下图表明了主机运行CoreOS、使用Docker作为容器管理器的一种场景。有三个容器在主机上运行。一个容器使用Debian作为基本的操作系统层，Apache用作网站服务器，PHP 5.5用作脚本运行时环境，还使用自定义PHP应用程序（已为它构建了容器）。另一个容器用于额外的自定义PHP应用程序，使用nginx作为网站服务器，PHP 5.6作为脚本解释器，它们都在RHEL基本映像上运行。最后，第三个容器有一个JSP应用程序在Tomcat和Apache上运行，位于Ubuntu基本映像上。

　　容器映像可以定义某个特殊主机为基本映像，然后分别为网站服务器、脚本运行时环境和脚本文件添加层。