云计算、虚拟机和容器

云计算

云计算的道理是简单的，说白了，就是把计算机资源集中起来，放在网络上。但是，云计算的实现方式，就非常复杂了。

举个例子，如果你只是在公司小机房摆了一个服务器，开个FTP下载服务，然后用于几个同事之间的电影分享，当然是很简单的。

如果是“双11”的淘宝购物节，全球几十亿用户访问阿里巴巴的淘宝网站，单日几十PB（1PB=1024TB=1024×1024GB）的访问量，每秒几百GB的流量……这个，就不是几根网线几台服务器能解决的了。

这时，需要设计一个超大容量、超高并发（同时访问）、超快速度、超强安全的云计算系统，才能满足业务平稳运行的要求。

这才是云计算的复杂之处。

刚才说了，我们把计算机资源放在云端。这个计算机资源，实际上分为好几种层次：

第一层次

是最底层的硬件资源，主要包括CPU（计算资源），硬盘（存储资源），还有网卡（网络资源）等。

第二层次

要高级一些，我不打算直接使用CPU、硬盘、网卡，我希望你把操作系统（例如Windows、Linux）装好，把数据库软件装好，我再来使用。

第三层次

更高级一些，你不但要装好操作系统这些基本的，还要把具体的应用软件装好，例如FTP服务端软件、在线视频服务端软件等，我可以直接使用服务。

这三种层次，就是大家经常听到的IaaS、Paas、SaaS。

SaaS: Software-as-a-Service（软件即服务）各种应用软件，如：门户网站，移动应用等就在这一层

PaaS: Platform-as-a-Service（平台即服务）各类平台支撑，如：并行计算，缓存服务，集群管理，分布式web服务等等。

IaaS: Infrastructure-as-a-Service（基础设施即服务）各类基础设施，如：网络带宽，服务器及管理软件等等

我们经常用的云平台就会为大家提供以上三种资源。如果你要八核CPU、16GB内存、500GB硬盘的服务器，阿里临时安排工程师帮你组装？如果你要装CentOS 7.2（一种类Linux操作系统），MySQL 5.5.60（一种数据库系统），阿里也临时让工程师帮你安装配置？

这显然是不可能的，耗不起人力，也等不起时间。
于是，就有了各种软件和平台，负责对资源进行快速调用和集中管理。

什么是虚拟化

如果要对物理资源进行管理，第一步，就是“虚拟化”。

虚拟化是云计算的基础。简单来说，虚拟化就是在一台物理服务器上，运行多台“虚拟服务器”。这种虚拟服务器，也叫虚拟机（VM，Virtual Machine）。

从表面来看，这些虚拟机都是独立的服务器，但实际上，它们共享物理服务器的CPU、内存、硬件、网卡等资源。

物理机，通常称为“宿主机（Host）”。虚拟机，则称为“客户机（Guest）”。

谁来完成物理资源虚拟化的工作呢？

Hypervisor

就是大名鼎鼎的 Hypervisor 。

Hypervisor，汉译过来是“超级监督者”，也叫做VMM（Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器）。它不是一款具体的软件，而是一类软件的统称。

Hypervisor分为两大类：

第一类，hypervisor直接运行在物理机之上。虚拟机运行在hypervisor之上。

第二类，物理机上安装正常的操作系统（例如Linux或Windows），然后在正常操作系统上安装hypervisor，生成和管理虚拟机。

就是大名鼎鼎的 Hypervisor 。

像VMware、KVM、Xen、Virtual Box，都属于Hypervisor。

VMware大家应该很熟悉，就是VMware Workstation。学习Linux的话，很多人都是在windows系统下安装WMware，然后创建Linux虚拟机。

但是，真正厉害的，是 KVM（kernel-based virtual machine，基于Linux内核的虚拟机）。它是目前最热门最受追捧的虚拟化方案。

KVM这样的Hypervisor软件，实际上是提供了一种虚拟化能力，模拟CPU的运行，更为底层。但是它的用户交互并不良好，不方便使用。

于是，为了更好地管理虚拟机，就需要OpenStack这样的云管理平台。关于OpenStack，它有点像个商店，负责管理商品（计算资源、存储资源、网络资源等），卖给用户，但它本身不制造商品（不具备虚拟化能力），它的商品，来自于KVM。当然，如果不用KVM，也可以用Xen等其它hypervisor。

请记住，上面所说的几个概念，包括VM、KVM、OpenStack等，都主要属于IaaS（基础设施即服务）。这个不难理解吧？

什么是容器 ？

那么，容器是什么呢？大佬们经常说的Docker和K8S，又是什么呢？

前面我们介绍了虚拟化。人们在使用虚拟化一段时间后，发现它存在一些问题：

不同的用户，有时候只是希望运行各自的一些简单程序，跑一个小进程。为了不相互影响，就要建立虚拟机。如果建虚拟机，显然浪费就会有点大，而且操作也比较复杂，花费时间也会比较长。

而且，有的时候，想要迁移自己的服务程序，就要迁移整个虚拟机。显然，迁移过程也会很复杂。

有没有办法更灵活快速一些呢？

有，这就引入了“容器（Container）”。

容器也是虚拟化，但是属于“轻量级”的虚拟化。它的目的和虚拟机一样，都是为了创造“隔离环境”。但是，它又和虚拟机有很大的不同——虚拟机是操作系统级别的资源隔离，而容器本质上是进程级的资源隔离。

而大家常听说的Docker，就是创建容器的工具，是应用容器引擎。

Docker的中文意思，就是码头工人。而它的LOGO，就是一只鲸鱼背着很多货柜箱。

相比于传统的虚拟机，Docker的优势很明显，它启动时间很快，是秒级，而且对资源的利用率很高（一台主机可以同时运行几千个Docker容器）。此外，它占的空间很小，虚拟机一般要几GB到几十GB，而容器只需要MB级甚至KB级。

除了Docker对容器进行创建之外，我们还需要一个工具，对容器进行编排。

k8s

这个工具，就是K8S。

K8S，就是Kubernetes，中文意思是舵手或导航员。Kubernetes这个单词很长，所以大家把中间8个字母缩写成8，就成了K8S。

K8S是一个容器集群管理系统，主要职责是容器编排（Container Orchestration）——启动容器，自动化部署、扩展和管理容器应用，还有回收容器。

简单来说，K8S有点像容器的保姆。它负责管理容器在哪个机器上运行，监控容器是否存在问题，控制容器和外界的通信，等等。

除了K8S之外，还有很多种容器管理平台，例如Compose，Marathon，Swarm，Mesos等。

Docker和K8S，关注的不再是基础设施和物理资源，而是应用层，所以，就属于PaaS。明白了吧？

小结

容器也是虚拟化，但是是“轻量级”的虚拟化。它的目的和虚拟机一样，都是为了创造隔离环境。

重要而又容易理解的区别：

虚拟机时操作系统级别的资源隔离，而容器本质上是进程级的资源隔离。

大家常听说的Docker，就是创建容器的工具，是应用容器引擎。相比于传统的虚拟机，Docker的优势很明显，它启动速度快，是秒级，而且对资源的利用率很高（一台主机可以同时运行几千个Docker容器）。此外，它占的空间很小，虚拟机一般要几GB到几十GB，而容器只需要MB级甚至KB级。而k8s就是管理各个容器的应用。

由于存在不同的容器厂商，如：docker，HeroKu，NodeJitsu 等等。相当于这些容器也可以进一步的虚拟化成池，由 k8s 来管理，以应对不同的场景和业务需求。

本文来自：CloudBest ，感谢原作者，文章的实在通顺易懂，在这里仅做一个小记，并附上一些自己的理解。若涉及版权，请联系我立马删除。