容器技术架构、网络和生态详解

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      谈起容器技术,不得不提Docker技术。Docker 是 PaaS 提供商 DotCloud 开源的另三个白多高级容器引擎,源代码托管在 Github 上,基于Go语言并遵从Apache2.0协议开源。Docker为宜物理行业的集装箱对物流的影响一样,成为Container上运行镜象的统一打包和交换的标准。

      一帮人知道,Docker使用了容器的环境隔离和资源限制技术,把镜像和运行环境打包到Image中。Register支持容器上传和下载功能。Docker同时提供了Build,Ship和Run,运维只需要在环境重配置好Docker,剩下的工作本来部署容器,实现Build Once Run Anywhere和Configure Once Run Anything;从而利于了容器技术的爆发。

      在架构上,Docker采用Client Server模式和插件式下发,Docker的后端采用非常松耦合的架构,模块之间相互独立,用户通过Docker Client与Docker Daemon建立通信,并发送请求给Docker Daemon。Docker Daemon提供Server功能接受Docker Client的请求;已经 通过Engine执行Docker內部的一系列工作,每种工作后该以另三个白多Job的形式的存在。

      Docker讲底层容器运行时剥离出来,实现更好的平台无关性。LibContainer是对各种容器的抽象,发展为RunC,并贡献给OCP组织作为定义容器环境的标准。Docker容器的三大编排工具,Compose、Swarm和Machine。Compose是服务编排工具,是定义和运行Docker主机上多容器应用的工具,通过单独文件,定义多容器应用并运行容器。

      Docker的网络技术和能力总爱是容器技术中最难、也是最不看好的技术之一,Libnetwork是Docker公司正在开发的新的网络底层架构,由libcontainer和Docker Engine中的网络相关的代码合并而成。Libnetwork的目标是引入了容器网络模型(CNM),并为应用系统线程池池提供一致的编程API接口以及网络抽象。 Libnetwork的容器网络模型所含了另三个白多重要概念,Network Sandbox,Endpoint和Network。

      Weave创建了Networking Plugin技术,目前开花结果 图片 是什么图片 是什么 图片 期的有Networking Plugin和Volume Plugin。

     Weave方案所含两大组件,用户态Shell脚本和Weave虚拟路由容器。Weave虚拟路由容器需要在每个宿主机上布置第三方插件,把不同宿主机的Route容器连接起来,使得Docker工具生态无缝集成到Docker。(或多或少网络方案介绍,请参看<容器技术架构、网络和化态详解>电子书)

      Weave创建另三个白多虚拟网络,链接多个主机的Docker容器,并使一帮人后能 被自动发现,对使用该网络的应用来说,本来容器就像是链接在同另三个白多网络交换机上,太久配置端口映射、链路等参数。

容器和容器OS

      CoreOS是最为受欢迎的容器虚拟化OS,专为Docker设计和内核裁剪。 CoreOS所含另三个白多关键容器集群管理工具,etcd主要实现集群服务发现、信息共享和数据同步;而Fleet实现集群请况维护、容器操作和确保服务一致可用。

      VMware也推出了容器OS系统Photon,在VMware上创建VM,有时候安装Photon系统即可部署运行容器,有时候支持目前主流的Docker、Rkt和PGC容器平台。Photon后能 容器管理认证工具Lightwave配合,后能 实现更好的权限管理。

Docker容器和存储

      Docker容器在数据读写和存储上,是采用分层和COW的存储技术实现,Docker四种 的COW文件系统不支持数据持久保存,在容器被删除或重启后,以前的文件更改就会丢失(变化的数据被以COW写到另三个白多新的位置)。

      Volume的引入其实 处里了数据丢失大大问题,有时候当容器迁移后,数据卷无法跟随Docker容器同时迁移,ClusterHQ的Flocker的总出 恰恰处里Volume的严重不足,使得数据跟随Docker迁移。

      Flocker的容器和存储卷迁移分为全迁移和增量同步另三个白多过程,配置文件描述Docker部署土妙招和请况,运行配置则生效(迁移Redis);以迁移本地存储(非共享存储)为例,整个过程为先打快照,全迁移,增量同步。

      Flocker以Docker Volume Plugin的土妙招部署在Docker中,与Docker集成。目前共享存储的支持能力比较开花结果 图片 是什么图片 是什么 图片 期,支持的产品包括AWS EBS、Scale IO和XtremIO等,有时候支持如AWS、Rackspace等云平台;本地存储土妙招在技术开花结果 图片 是什么图片 是什么 图片 期度上太久说高。

      Flocker通过Storage Driver屏蔽存储差异,并通过存储提供的Flocker标准接口实现对底层存储操作,当主机容器在不同主机间迁移时,Flocker只需要对容器的Volume进行主机的重映射。

Docker与PaaS

      随之容器的发展,CaaS容器即服务的概念也应时而生,其大意本来基础设施以容器的土妙招来供给给应用使用。以容器为单位成为PaaS的共识,基于Docker的容器打包和下发有望成为PaaS平台的标准, Docker将大幅拓宽PaaS的应用范围,并利于PaaS的快速发展。

      基于容器的打包一统新一代PaaS,第三代PaaS,DEIS、Flynn等均基于Docker,挑战老的PaaS平台。

      PaaS有时候总出 了数年时间,第一批是Azure和Heroku等公用云服务,以前总出 的Cloud Foundry和OpensShift允许用户建立被委托人的PaaS,包括了內部数据中心以及云环境。现在,第三代PaaS浪潮正在到来。

      Flynn是另三个白多开源的PaaS平台,可自动构建部署任何应用到Docker容器集群上运行,其功能底部形态与组件设计少许参考了传统的PaaS平台Heroku。Flynn目前还后该很稳定。但整个系统非常灵活,相互松耦合,便于任意组件的替换。

Docker与IaaS平台

      主流IaaS云平台都支持Docker的运行 (AWS、Google Compute Engine、Rackspace等)。Docker弥合了不同IaaS之间的差异,Docker的轻量和可移动性使得其比较适合用在Hybrid Cloud中。降低了IaaS服务商用户粘性,使得跨云服务商迁移更加自由。从而使得IaaS服务商被管道化。有时候Container把安全大大问题处里了,有时候就会有比较大的变化。

      总出 基于Docker的Container as a Service或Orchestration as a Service,如Tutum,后能 处里IaaS的锁定,甚至太久关心是运行在物理设施上,还是运行在哪家IaaS平台上。

      2014年6月Rackspace宣布和CoreOS相互公司合作 提供Baremetal as a Service方案OnMetal,结合了云计算的灵活性和基于container的高性能虚拟化,提供single tenant baremetal cloud serivce。四种 模式将影响当前以虚拟机为核心的IaaS平台,预计后续有时候总出 同时提供Docker over Baremetal、 Docker over VM和VM四种 混合的资源分配和调度云平台。

     Docker也引发了基于容器的应用集群管理平台,如Kubernetes得到了微软、红帽、IBM、Vmware、Docker、Mesosphere、CoreOS和SaltStack等多家厂商的支持。容器集群管理技术有时候原困Openstack边缘化。

Docker与Openstack

      从目前来看,Docker集成到OpenStack的方案主要有下面四种 方案。主流观点认为基于Nova调度和管理Docker容器没能发挥Docker的优势,而把Docker与Heat集成更能发挥其优势。

      Docker Driver for Nova通过nova-api,docker driver作为hypervisor部署。原理很好理解,nova-computer-api调用virt api 将nova docker driver作为http agent和docker rest api互通,从而控制docker和与容器的通信。另外,glance作为docker register服务的本地节点,提供image服务。四种 土妙招不支持Docker的或多或少高级底部形态。

      Docker Plugin for Heat通过Heat组件来实现。利用heat来管理docker的资源模板,没能 后能 处里nova仅仅在hypervisor层面对docker管理的限制,比如或多或少docker四种 构建的能力,或是docker容器之间的网络管理等。四种 土妙招要能充分利用Docker的API,但严重不足quota、 host aggregate 调度机制,没能用Glance来管理镜像。

Docker与DevOps

      基于Docker后能 更好的实现DevOps。其实 有或多或少工具适合DevOps部署,使开发人员和操作更贴近,但Docker是另三个白多与DevOps原则密切相关的框架。使用Docker,开发人员后能 专注于一帮人的代码,而太久说担心在生产环境中运行它们的负面影响。

      DevOps团队后能 将整个容器作为容器处里,文件系统和依赖关系管理的分层土妙招使得环境的配置更容易维护。在相同的源代码控制系统(如Git工作流程)中版本化和维护Dockerfiles使得它非常有效地管理多个开发/测试环境。不同环境的多个容器后能 在同一VM上运行时被隔离。Docker还后能 很好地使用现有的工具,如Jenkins,Chef,Puppet,Ansible,Salt Stack,Nagios和Opsworks。

      Docker有有时候对DevOps生态系统产生重大影响。它后能 从根本上改变开发人员和运营专业人员相互公司合作 的土妙招。新兴DevOps公司,如CloudMunch,Factor.io,Drone.io有时候需要采用Docker并将其带入一帮人的CI和CD处里方案。

Docker与微服务架构

      基于Docker容器和其生态系统的微服务架构是下一代PaaS的核心,在Docker总出 以前,其实 一帮人谈论微服务架构,有时候其实 是没能实现的。微服务要运行,首先需要一套执行的环境。这套环境没能对內部有依赖性。同时,执行环境的粒度又需要足够的小,没能 要能称之为”微“,有时候必然是对资源的巨大浪费。另三个白多微服务后能 跑在一台虚拟机顶端,有时候虚拟机粒度太久,即使最小的虚拟机,也为宜后该另三个白多核。服务另三个白多用户的服务,显然用不了另三个白多核。同时,虚拟机有没能一套方便的管理机制,要能快速的让哪些服务之间要能组合和重构。

      Docker总出 以前,一帮人看到了微服务的另三个白多非常完美的运行环境。另三个白多容器本来另三个白多完全的执行环境,不依赖內部任何的东西,具备独立性。一台物理机器后能 同时运行成百上千个容器,粒度细。其计算粒度足够的小。容器后能 在秒级进行创建和销毁,非常适合服务的快速构建和重组。数量众多的容器编排管理工具,要能快速的实现 服务的组合和调度。

      目前围绕Docker已形成庞大的生态系统,所含编排/调度、容器/OS、应用部署、网络/SDN、Hosting/SP、Big Data、配置管理工具、开发工具等。

      互联网厂商/云服务商加入Docker生态圈,在容器部署、管理、编排等领域发力,抢占容器集群管理的标准控制权,积极部署Container和仓储服务,打造基于其他人 云服务的应用生态体系。

       Docker将催生云计算服务标准化,后能 在系统的构建者和使用者之间划出第一根清晰的界限,将IT系统的交付标准化。譬如游戏的开发商后能 交付标准化的服务给游戏的发行商,发行商在不依赖开发商的请况下要能独立运营系统,有时候交由第三方运营系统。

       Docker Hub为组件/系统提供商建立了另三个白多部署到Docker 上的生态、App Market 环境。被委托人应用的普及依赖公有仓库,企业级应用普及依赖私有仓库。为私有容器提供安全、高速访问和多云联通。

Docker的挑战者Rocket

      CoreOS 使用 Docker 容器构建其服务,并对 Docker 项目做出巨大贡献。但2014年CoreOS宣布正在开发被委托人的容器引擎Rocket ,有时候其不同Docker 的发展方向。CoreOS在 Docker 早期以前认为 Docker 在为开发人员提供另三个白多标准的容器架构,比较复杂了开发人员的日常工作。已经 发现 Docker在获得本来资金后的使命有时候扩张太久,现在后该在谈论 Docker 容器,本来 Docker平台。

      Docker的Roadmap表明旨在太久构筑另三个白多完全的Docker平台,包括Machine (系统配置)、Swarm (Docker 化应用的原生集群)、Compose (多容器应用组装)。Docker的发展方向将对Docker的周边生态产生比较复杂影响,后续有时候面临更多来自生态的挑战,

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