容器化与虚拟化：主要差异和用例

容器化提供快速部署、可移植性和可扩展性。虚拟化会创建虚拟资源：硬件、存储、网络、系统。

什么是容器化？

在计算领域，容器化是一个近年来受到广泛关注和流行的术语。容器是全机器虚拟化的轻量级替代方案，全机器虚拟化涉及将应用程序封装在隔离的操作环境中，以及运行所需的所有文件和库。每个容器化应用程序都可以共享主机系统的用户空间，同时仍保留其单独的系统进程、环境变量和库。

容器化提供了一系列优势，包括快速部署、可移植性和可扩展性。它允许开发人员创建与其他应用程序隔离的可预测环境，从而降低系统不稳定或应用程序之间冲突的风险。它还使他们能够将软件与其所有依赖项打包在一起，然后可以在运行容器引擎的任何系统上运行，而不管其具体配置如何。

此外，容器化支持微服务架构，其中应用程序被分解为小型、独立的服务。这种方法允许更快、更可靠地部署，并更有效地管理复杂的应用程序。

什么是虚拟化？

虚拟化是在硬件上创建抽象层的过程，允许将一台计算机划分为多台虚拟计算机。这些虚拟计算机（称为“来宾”）都使用主计算机（称为“主机”）的部分硬件资源。

用于实现此目的的软件是虚拟机管理程序。虚拟机管理程序在主机操作系统上运行，并允许多个来宾操作系统在其上运行，共享由主机操作系统管理的相同物理计算资源。从本质上讲，这允许物理计算机从硬件中抽象出操作系统和应用程序。

容器化与虚拟化：主要区别

1. 资源开销

在比较容器化与虚拟化的资源开销时，容器化显然是赢家。由于容器共享主机系统的操作系统，并且不需要运行完整的操作系统，因此它们的轻量级明显更高，消耗的资源更少。另一方面，每个虚拟机都需要自己的操作系统，这会增加开销，尤其是当许多 VM 在同一主机系统上运行时。

2. 启动时间

一般来说，容器的启动速度比 VM 快，因为它们不必启动整个操作系统。虚拟机需要更长的时间来启动。这意味着容器更加灵活，可以在需要时拆除和重新启动，支持不变性，这意味着资源在部署后永远不会改变。

3. 便携性

容器和虚拟机都提供了高度的可移植性。但是，容器略有优势，因为它们将应用程序及其所有依赖项打包到一个单元中，该单元可以在支持容器平台的任何系统上运行。虚拟机虽然也是可移植的，但更依赖于底层硬件。

4. 安全隔离

在安全隔离方面，虚拟机具有优势。由于每个 VM 都与主机系统和其他 VM 完全隔离，因此一个 VM 中的安全漏洞通常不会影响其他 VM（尽管可能会破坏虚拟机管理程序并控制设备上的所有 VM）。容器虽然彼此隔离，但仍共享主机系统的操作系统，因此一个容器中的漏洞可能会泄漏到其他容器。

5. 可扩展性和管理

容器提供的轻量级特性和快速启动时间使其成为快速高效扩展应用程序的理想选择。它们还非常适合微服务架构，从而简化复杂应用程序的管理。虚拟机虽然具有可扩展性，但资源密集程度更高，启动时间更长，因此不太适合微服务和分布式应用程序。

相关内容：阅读我们的指南，了解什么是容器

虚拟化用例

以下是虚拟化技术的一些主要用例：

旧版应用程序

在软件领域，遗留应用程序通常被视为一种负担。这些应用程序是使用较旧的技术构建的，通常难以维护或升级。但是，它们通常对业务运营至关重要，不能简单地丢弃。这就是虚拟化的亮点。

虚拟化允许这些传统应用程序继续在其原始操作系统上运行，即使底层硬件已升级也是如此。这意味着企业可以继续使用这些应用程序，而无需进行昂贵且耗时的升级。此外，虚拟化提供了一个沙箱环境，保护系统的其余部分免受这些旧应用程序中的潜在漏洞的影响。

需要强隔离的环境

虚拟化在应用程序之间的强隔离至关重要的环境中也表现出色。这在高安全性环境中特别有用，因为一个应用程序中的漏洞不应能够影响其他应用程序。

例如，在为多个组织提供服务的数据中心中，虚拟化可用于将属于不同用户的应用程序彼此隔离。即使一个用户的应用程序遭到入侵，攻击者也无法访问在其他虚拟机上运行的应用程序。

IaaS 方案

基础设施即服务 （IaaS） 是一种云计算模型，其中虚拟机、存储和网络等资源作为服务提供。虚拟化是 IaaS 背后的核心技术。它允许云提供商通过在同一物理硬件上运行多个 VM 来有效地利用其硬件资源。

此外，虚拟化提供了根据需求扩展资源的灵活性。如果客户端需要更多资源，则可以轻松地为其分配更多虚拟机。

容器化的用例

以下是容器化应用程序的主要使用案例：

微服务架构

容器化的主要用例之一是微服务架构。在微服务架构中，应用程序被分解为相互通信的小型独立服务。这种方法有很多好处，包括提高可扩展性和更容易维护。

容器非常适合微服务。它们为每项服务提供标准化环境，确保它们在不同的平台上一致地运行。此外，容器彼此隔离，从而防止服务或服务实例之间发生冲突。

CI/CD

持续集成/持续部署 （CI/CD） 是一种软件开发实践，开发人员经常将其代码集成到共享存储库中，通常每天多次。然后，每个集成都会自动进行测试和部署。这种方法使团队能够及早发现并修复问题，从而产生更高质量的软件。

容器化在 CI/CD 中起着至关重要的作用。容器为测试提供了一致的环境，确保测试可靠且可重复。此外，容器可以轻松部署到生产环境中，从而使部署过程更快、更高效。

PaaS 方案

平台即服务 （PaaS） 是一种云计算模型，提供商在其中为开发人员提供构建、测试和部署应用程序的平台。该平台通常包括操作系统、中间件和运行时环境。

容器化是 PaaS 不可或缺的一部分。它允许提供商通过在同一主机上运行多个容器来有效地利用他们的资源。此外，它还为开发人员提供了一个标准化的环境，使他们能够更轻松地构建和部署应用程序。

相关内容：阅读我们的容器 DevOps 指南

结论

容器化与虚拟化之间的争论不在于哪种技术更好，而在于哪种技术更适合特定用例。虚拟化是运行旧版应用程序、提供强隔离和 IaaS 方案的绝佳选择。另一方面，容器化非常适合微服务架构、CI/CD 和 PaaS 场景。

随着我们迈向未来，很明显，容器化和虚拟化将继续在 IT 和软件开发环境中发挥作用。通过了解其独特的用例和优势，企业可以就采用哪种技术以及如何最好地利用它们来满足其需求做出明智的决策。

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