什么是 Linux 容器？

亦凉 2024-03-23 19:51 61阅读 0赞

### 概述 ###

Linux® 容器是与系统其他部分隔离开的一个或一组进程。运行这些进程所需的所有文件都由另一个特定镜像提供，这意味着从开发到测试再到生产的整个过程中，Linux 容器都是可移植且一致的。因而，相对于依赖重复传统测试环境的开发渠道，使用容器的速度要快得多。容器比较普遍也易于使用，因此也成了 IT 安全方面的重要组成部分。

### 为何使用 Linux 容器？ ###

假设您在开发一个应用。您使用的是一台笔记本电脑，而且您的开发环境具有特定的配置。其他开发人员身处的环境配置可能稍有不同。您正在开发的应用不止依赖于您当前的配置，还需要某些特定的库、依赖项和文件。与此同时，您的企业还拥有标准化的开发和生产环境，有着自己的配置和一系列支持文件。您希望尽可能多在本地模拟这些环境，而不产生重新创建服务器环境的开销。因此，您要如何确保应用能够在这些环境中运行和通过质量检测，并且在部署过程中不出现令人头疼的问题，也无需重新编写代码和进行故障修复？答案就是使用容器。

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容器可以确保您的应用拥有必需的库、依赖项和文件，让您可以在生产中自如地迁移这些应用，无需担心会出现负面影响。实际上，您可以将容器镜像中的内容（使用 Buildah 等开源工具创建）视为 Linux 发行版的一个安装实例，因为其中完整包含 RPM 软件包、配置文件等内容。但是，安装容器镜像发行版，要比安装新的操作系统副本容易得多。这样可以避免危机，做到皆大欢喜。

虽然这只是一个常见情况的示例，但在要求可移植性、可配置性和隔离的情况下，我们可以利用 Linux 容器解决很多难题。Linux 容器的价值在于，它能加速开发并满足新出现的业务需求。在某些情形中（如通过 Apache Kafka 进行实时数据流处理），容器是不可或缺的，因为它们是提供应用所需的可扩展性的唯一途径。无论基础架构是在企业本地还是在云端，或者混合使用两者，容器都能满足您的需求。当然，选择正确的容器平台也同样重要。

### 容器不就是虚拟化吗？ ###

不完全如此。更确切的说法应该是：两者为互补关系。我们用一种简单方式来思考一下两者之间的关系：

*  虚拟化使得您的操作系统（Windows 或 Linux）可同时在单个硬件系统上运行。
 *  容器则可共享同一个操作系统内核，将应用进程与系统其他部分隔离开。例如：ARM Linux 系统运行 ARM Linux 容器，x86 Linux 系统运行 x86 Linux 容器，x86 Windows 系统运行 x86 Windows 容器。Linux 容器具有极佳的可移植性，但前提是它们必须与底层系统兼容。

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这意味着什么？对于新手而言，虚拟化会使用虚拟机监控程序模拟硬件，从而使多个操作系统能够并行运行。但这不如容器轻便。事实上，在仅拥有容量有限的有限资源时，您需要能够进行密集部署的轻量级应用。Linux 容器在本机操作系统上运行，与所有容器共享该操作系统，因此应用和服务能够保持轻巧，并行化快速运行。

Linux 容器是我们开发、部署和管理应用方式的又一次飞跃。Linux 容器镜像提供了可移植性和版本控制，确保能够在开发人员的笔记本电脑上运行的应用，同样也能在生产环境中正常运行。黄金镜像是一种特殊的容器镜像类型，可为系统配置创建一致可靠的基线。相较于虚拟机，Linux 容器在运行时所占用的资源更少，使用的是标准接口（启动、停止、环境变量等），并会与应用隔离开；此外，作为大型应用（包含多个容器）的一部分时更加易于管理，而且这些多容器应用可以跨多个云环境进行编排。

### 什么是 LXC？ ###

作为一个开源容器平台，Linux 容器项目（LXC）提供了一组工具、模板、库和语言绑定。LXC 采用简单的命令行界面，可改善容器启动时的用户体验。

LXC 提供了一个操作系统级的虚拟化环境，可在许多基于 Linux 的系统上安装。在 Linux 发行版中，可能会通过其软件包存储库来提供 LXC。

### 容器简史 ###

我们现在称为容器技术的概念最初出现在 2000 年，当时称为 FreeBSD jail，这种技术可将 FreeBSD 系统分区为多个子系统（也称为 Jail）。Jail 是作为安全环境而开发的，系统管理员可与企业内部或外部的多个用户共享这些 Jail。

2001 年，通过 Jacques Gélinas 的 VServer 项目，隔离环境的实施进入了 Linux 领域。在完成了这项针对 Linux 中多个受控制用户空间的基础性工作后，Linux 容器开始逐渐成形并最终发展成了现在的模样。

很快，更多技术结合进来，让这种隔离方法从构想变为现实。控制组（cgroups）是一项内核功能，能够控制和限制一个进程或多组进程的资源使用。而 systemd 初始化系统可设置用户空间，并且管理它们的进程，cgroups 使用该系统来更严密地控制这些隔离进程。这两种技术在增加对 Linux 的整体控制的同时，也成为了保持环境隔离的重要框架。

### 进入 Docker 技术时代 ###

2008 年，Docker 公司凭借与公司同名的容器技术通过 dotCloud 登上了舞台。Docker 技术带来了很多新的概念和工具，包括可运行和构建新的分层镜像的简单命令行界面、服务器守护进程、含有预构建容器镜像的库以及注册表服务器概念。通过综合运用这些技术，用户可以快速构建新的分层容器，并轻松地与他人共享这些容器。

我们可通过 3 个主要标准，来确保各种容器技术间的互操作性，即 OCI 镜像、分发和运行时规范。通过遵循上述规范，社区项目、商用产品和云技术提供商可以构建可互操作的容器技术（可将您自行构建的镜像，推送至云技术提供商的注册表服务器——完成这一操作后，镜像才能正常工作）。当前，红帽和 Docker 等公司都是开放容器计划（OCI）的成员，致力于实现容器技术的开放行业标准化。

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