一文读懂Docker及其对系统管理员的重要性

作者 | Damian Perera

编译 | 火火酱，责编 | Carol
出品 | CSDN云计算（ID：CSDNcloud）
自从Docker在2013年初上线以来，就与程序员及系统管理员之间产生了一种爱恨交加的奇妙关系。虽然与我交谈过的一些经验丰富的的开发人员都非常不喜欢容器化(稍后会详细介绍)，但是为什么许多大公司，包括eBay、Twitter、Spotify和Lyft在内，都在他们的生产环境中采用了Docker呢？


Docker究竟是做什么的呢？
不知道您是否曾使用过VMware、VirtualBox、Parallels或任何其他的虚拟化软件呢？Docker和这些软件差不多（尽管没有花哨的GUI），它能创建出带有操作系统的虚拟机，并且可以绑定选定的web应用程序及其依赖项。


虚拟机的速度不是很慢吗？
虚拟化推动了云计算革命，我喜欢把Docker称为虚拟化的最后一步，因为实际上，它执行着的正是您开发出来的业务逻辑。


但是，通常意义上真正的虚拟机的速度是很慢的，而且，并不能将Docker所做的工作完全归类于虚拟化。

相反，Docker通过使用runc（由Open Containers Initiative提供维护）在内核（对不同进程命名空间和设备命名空间提供的）支持的基础上建立额外的抽象层，从而能够共享很多主机系统的资源。因为在Docker容器和主机内核之间没有额外的虚拟化层，所以容器能够提供与主机相同的性能。
runc：

Open Containers Initiative：

完全虚拟化的系统会为其分配自己的资源，并且进行最小化程度的共享（如果需要的话），这会导致更多资源之间的隔离，但系统也会变得需要更多资源——然而，通过Docker，资源的隔离会减少，同时容器也会变得轻量级（需要的资源更少）
如果您要运行一个需要在保证资源的基础上完全隔离的系统（例如，游戏服务器），那么或许该选择基于KVM或OpenVZ的虚拟机。但是，如果您只是想要将各个进程隔离开来，将其运行在一个大小适中的主机上，同时又不致力于把自己搞破产，那么Docker将会是您的不二选择。
如果您想了解更多关于运行容器化系统的性能方面的信息，可以看看这一篇来自IBM的研究论文:《虚拟机和Linux容器的最新性能比较（An Updated Performance Comparison of Virtual Machines and Linux Containers）》，该论文很好地比较了虚拟机和容器。
论文链接：
http://domino.research.ibm.com/library/cyberdig.nsf/papers/0929052195DD819C85257D2300681E7B/$File/rc25482.pdf


不能直接将应用程序上传到云服务器上吗？
如果不在意基础设施、环境一致性、可扩展性或可用性这类东西的话，是可以这样做的。

设想一下：您管理着12个Java服务，并将它们全部部署到了运行着Ubuntu和Java 8的独立服务器上，以用于开发、质量保证、预发布及生产环境。即使您应用程序的使用程度并不高，也需要管理至少48个服务器（12个服务*4个环境）。

假设现在需要您的团队带头更改策略，将运行环境升级到Java 11。那么您需要登录并手动更新48个服务器。即使是使用Chef或Puppet这类的工具，工作量也非常大。


有什么更简便的解决方案呢？
Docker能够帮助您创建所需操作系统的快照，并只在其上安装所需的依赖项。这样一来，您可以管理或省去所有的“臃肿软件”。您可以最小化安装Linux(我推荐Alpine Linux，但在本文中，我将继续使用Ubuntu)，并且只在上面安装Java 8。


在需要更新时，只需要在您Java映像的Dockerfile文件中说明使用Java 11，构建并推送到容器存储库(如Docker Hub或Amazon ECR)中。此后，您只需修改您的应用程序容器基础镜像标签，引用新的快照并重新部署即可。

以下示例罗列了在Ubuntu 18.04最小操作系统之上构建Docker容器的要点：

我将使用标签oracle-jdk-ubuntu-18.04:1.8.0_191来构建此映像并将其推送至Docker Hub账户damian, 然后用它来为我的服务构建另一个容器：

# Instructs Docker to build this container on top of this snapshot

FROM damian/oracle-jdk-ubuntu-18.04:1.8.0_191
# Copys the application JAR to the container
COPY build/hello-world.jar hello-world.jar
# Executes this command when the container starts
CMD java -jar hello-world.jar
现在，如果我需要将服务更新到Java 11，那么需要做的只是：发布安装了兼容JRE的Java快照新版本，在服务容器中的FROM声明中更新标签，令容器使用新的基础映像。完成！接下来，您的所有服务都会随着Ubuntu和Java的更新而更新。


但是这对我的开发来说有什么意义呢？
这是个好问题。

我最近开始在单元测试中使用Docker。假设您有成千上万的测试用例(如果真是这样的话，相信我，我对您的痛苦感同身受)，这些用例都连接到一个数据库，其中每个测试类都需要一个数据库的新副本，并且每个测试用例都将对数据执行CRUD操作。

通常来讲，在每次测试之后，都需要使用类似Redgate的Flyway之类的工具来重置数据库，但是这就意味着您的测试必须按顺序运行，该过程会花费很多时间（我见过要因此而花20分钟才能完成的单元测试套件）。

在Docker中，您可以轻松地创建您数据库的映像（我建议使用TestContainers），在容器中为每个测试类运行一个数据库实例，然后并行运行整个测试套件。因为所有测试类都是并行运行的，并且都链接单独的数据库，所以它们都可以同时在同一主机上运行并且快速完成（假设您的CPU能扛住的话）。

我在用Golang编码时也会使用Docker。与其直接在开发机器上安装GO，我更喜欢采用类似于Konstantin Darutkin的方法：通过安装Go和依赖项来维护Dockerfile文件，可以将其配置为在对源文件进行修改时实时重新加载项目。

这样一来，我已经有了自己的项目和Dockerfile版本控制文件，如果我要修改自己的开发机器或将其格式化，我只需要重新安装Docker，从上次停留的地方继续就可以了。


总结
如果您经营着一家初创公司，还没有决定要用什么来支撑您的新技术栈，又或者您是一家成熟的服务提供商，正在考虑将您的产品和非产品环境容器化，但又不敢在“未经测试的”海域上航行，那么可以考虑以下的几个问题。

1、一致性

您可能有整个行业中最棒的一群开发人员，但是在所有这些不同的操作系统中，每个人都有自己喜欢的设置方式。如果您已经用Docker配置了完善的本地环境，那么新开发人员只需安装，用该应用程序生成一个容器，然后启动即可。
2、调试
您可以轻松地隔离并消除整个团队环境中的问题，而无需了解团队成员计算机的设置方式。一个很好的应用实例是：当我们必须通过从ntpd迁移到Chrony来修复服务器上的一些时间同步问题时，我们只需要更新基础映像（不需要通知开发团队）。
3、自动化
目前，包括Jenkins、CircleCI、TravisCI等在内的大部分CI/CD工具都被完全集成到了Docker中，因此您可以轻松地将从一个环境应用到另一个环境。
4、云端支持
要想了解您的服务器和DataDog上运行着什么，就需要持续监视和控制容器。一家云监视公司曾说道：
容器的短寿命和密度增加对基础设施的监控具有重要意义。它们代表需要单独监视的事物数量的数量级增加。
自我管理的云编排工具（例如，Docker Swarm和Kubernetes）以及由供应商管理的工具（例如，AWS的Elastic Container Service和Google Kubernetes Engine）提供了针对这一问题的解决方案，这些工具可以监视和管理容器集群和调度。
随着Docker的广泛使用以及与AWS和Google Cloud等云服务提供商的紧密集成，Docker正在迅速成为处理您新应用程序或现有应用程序的明智之选。
原文：
本文为CSDN 云计算翻译，未经授权请勿转载。