VM или Docker?

Как да разберете, че имате нужда от Docker, а не от VM? Трябва да определите какво точно искате да изолирате. Ако искате да изолирате система с гарантирани ресурси и виртуален хардуер, тогава изборът трябва да падне върху VM. Ако трябва да изолирате работещи приложения като отделни системни процеси, ще ви трябва Docker.

И така, каква е разликата между контейнерите на Docker и виртуалните машини?

Виртуална машина (VM) е виртуален компютър с всички виртуални устройства и виртуален твърд диск, на който е инсталирана нова независима операционна система заедно с драйвери за виртуални устройства, управление на паметта и други компоненти. Тоест, получаваме абстракция на физически хардуер, който ви позволява да стартирате много виртуални компютри на един компютър.
Инсталирана виртуална машина може да заема дисково пространство по различни начини:

• фиксирано пространство на твърдия диск, което позволява по-бърз достъп до виртуалния твърд диск и избягва фрагментацията на файловете;
• динамично разпределение на паметта. Когато инсталирате допълнителни приложения, паметта ще бъде динамично разпределена за тях, докато достигне максималния размер, разпределен за нея.

Колкото повече виртуални машини са на сървъра, толкова повече място заемат и изискват постоянна поддръжка на средата, необходима за работата на приложението ви.

докер е софтуер за изграждане на приложения, базирани на контейнери. Контейнерите и виртуалните машини имат подобни предимства, но работят по различен начин. Контейнерите заемат по-малко място, т.к прекомерно използване на повече споделени ресурси на хост системата от VM, защото за разлика от VM, осигурява виртуализация на ниво ОС, а не хардуер. Този подход осигурява по-малко отпечатък на паметта, по-бързо внедряване и по-лесно мащабиране.

Контейнерът осигурява по-ефективен механизъм за капсулиране на приложения чрез предоставяне на необходимите интерфейси към хост системата. Тази функция позволява на контейнерите да споделят ядрото на системата, където всеки от контейнерите работи като отделен процес на основната ОС, която има свой собствен набор от области на паметта (собствено виртуално адресно пространство). Тъй като виртуалното адресно пространство на всеки контейнер е собствено, данните, принадлежащи към различни области на паметта, не могат да бъдат променяни.
Родната операционна система за Docker е Linux (Docker може да се използва и на Windows и MacOS), тя използва основните си предимства, които й позволяват да организира разделено ядро. Стартирането на Docker контейнери в Windows ще се извърши във виртуална машина на Linux. контейнерите споделят операционната система на хост системата и основната операционна система за тях е Linux.

Контейнер - как работи?

контейнер е абстракция на ниво приложение, която съчетава код и зависимости. Контейнерите винаги се създават от изображения, като се добавя горен слой с възможност за запис и се инициализират различни параметри. Тъй като контейнерът има свой собствен слой за запис и всички промени се съхраняват в този слой, множество контейнери могат да споделят достъп до едно и също главно изображение.

Всеки контейнер може да бъде конфигуриран чрез файл в проекта docker-compose, включен в основното решение, docker-compose.yml. Там можете да зададете различни параметри като име на контейнер, портове, идентификатори, ограничения на ресурсите, зависимости между други контейнери. Ако не посочите име на контейнер в настройките, тогава Docker ще създава нов контейнер всеки път, като му присвоява произволно име.

Когато контейнер се стартира от изображение, Docker монтира файловата система за четене/запис върху всички слоеве по-долу. Това е мястото, където ще се изпълняват всички процеси, които искаме да изпълнява нашия Docker контейнер.

Когато Docker за първи път стартира контейнер, първоначалният слой за четене/запис е празен. Когато възникнат промени, те се прилагат към този слой; например, ако искате да промените файл, този файл ще бъде копиран от слоя само за четене по-долу в слоя за четене и запис.
Версията само за четене на файла все още ще съществува, но вече е скрита под копието. Томовете се използват за съхраняване на данни, независимо от жизнения цикъл на контейнера. Томовете се инициализират, когато се създаде контейнер.

Как се свързва изображението с контейнера?

изображение - основният елемент за всеки контейнер. Изображението се създава от Dockerfile, добавен към проекта, и представлява набор от файлови системи (слоеве), наслоени един върху друг и групирани заедно, достъпни само за четене; максималният брой слоеве е 127.

В основата на всяко изображение е базово изображение, което се указва от командата FROM – входната точка при генериране на Dockerfile изображение. Всеки слой е слой само за четене и е представен от една команда, която променя файловата система, написана в Dockerfile.
За да комбинира тези слоеве в едно изображение, Docker използва усъвършенстваната многопластова файлова система Union (AuFS е изграден върху UnionFS), позволявайки различни файлове и директории от различни файлови слоеве да се припокриват прозрачно, създавайки свързана файлова система.

Слоевете съдържат метаданни, които ви позволяват да съхранявате свързана информация за всеки слой по време на изпълнение и по време на изграждане. Всеки слой съдържа връзка към следващия слой, ако слоят няма връзка, тогава това е най-горният слой в изображението.

Dockerfile може да съдържа команди като:

• ОТ - входна точка при формирането на изображението;
• MAINTAINER - името на собственика на изображението;
• RUN - изпълнение на команда по време на асемблиране на изображение;
• ADD - копиране на хост файла в ново изображение, ако посочите URL файл, Docker ще го изтегли в посочената директория;
• ENV - променливи на средата;
• CMD - стартира създаването на нов контейнер на базата на изображението;
• ENTRYPOINT - Командата се изпълнява при стартиране на контейнера.
• WORKDIR е работната директория за изпълнение на командата CMD.
• ПОТРЕБИТЕЛ - Задава UID за контейнера, създаден от изображението.
• VOLUME - Монтира хост директорията към контейнера.
• EXPOSE е набор от портове, които се слушат в контейнера.

Как работи UnionFS?

UnionFS — файлова система на сервизен стек (FS) за Linux и FreeBSD. Този FS прилага механизма за копиране при запис (Copy-On-Write, COW). Работната единица на UnionFS е слой, всеки слой трябва да се разглежда като отделна пълноценна файлова система с йерархия на директории от самия корен. UnionFS създава монтиране на съюз за други файлови системи и ви позволява прозрачно да обединявате файлове и директории от различни файлови системи (наречени клонове) в една свързана файлова система, прозрачно за потребителя.

Съдържанието на директории с еднакви пътища ще бъде показано заедно в една комбинирана директория (в едно и също пространство от имена) на получената файлова система.

UnionFS комбинира слоеве на базата на следните принципи:

• един от слоевете става слой от най-високо ниво, вторият и следващите слоеве стават слоеве от по-ниско ниво;
• обектите на слоя са достъпни за потребителя „отгоре надолу“, т.е. ако исканият обект е в "горния" слой, той се връща, независимо от наличието на обект със същото име в "долния" слой; в противен случай се връща обектът на "долния" слой; ако исканият обект не е нито там, нито там, се връща грешката "Няма такъв файл или директория";
• работният слой е „най-горният“, т.е. всички потребителски действия за промяна на данни се отразяват само върху слоя от най-високо ниво, без да се засяга съдържанието на слоевете от по-ниско ниво.

Docker е най-разпространената технология за използване на контейнери в работата с приложения. Той се превърна в стандарт в тази област, надграждайки cgroups и namespaces, предоставени от Linux ядрото.

Docker ни позволява бързо да внедряваме приложения и да използваме най-добре файловата система, като споделяме ядрото на ОС между всички контейнери, работещи като отделни процеси на ОС.

Източник: www.habr.com