專題筆記: VM 與 Docker

tags: 專題 ( 09/22 - 09/28, 2022 )

VM (虛擬機器)

VM 是什麼

用來建立虛擬化運算環境的技術(OS層級虛擬化)，也是第一代雲端運算的基礎。

VM 的用途

• 試用新的作業系統。
• 建置應用程式並將其部署到雲端。
• 啟動新的環境，讓開發人員能夠更輕鬆快速地執行開發/測試案例。

虛擬機器無法與實體電腦直接互動，而是需要藉助一個叫做虛擬機器監視器(Hypervisor)的輕量型軟體層，在虛擬機器和底層的實體硬體之間進行協調。

​​​​註解:
​​​​
​​​​- Hypervisor 負責將實體運算資源（例如處理器、記憶體、儲存設備）配置給每個虛擬機器
​​​​- Host OS 是電腦上的OS
​​​​- Guest OS 是指安裝在VM的OS

架構圖

參考網址

虛擬機器 (VM)
什麼是虛擬機器 (VM)？

Docker

Docker 是什麼

Docker 是個管理容器的服務，提供應用層級虛擬化技術。容器不像虛擬機要在Host OS上再安裝Guest OS，而可以直接共用底層Host OS 的資源，同時具備其應用程式沙盒的隔離性。

Docker 的概念

• Dockerfile

  像是自動化腳本，用來創建鏡像，就像在虛擬機安裝作業系統跟軟體，只不過變成自動執行。

• Image / 鏡像

  包含要部屬的應用程式以及有關聯的所有函示庫，通過鏡像，可以建立容器。

• Container / 容器

  Docker利用容器來執行應用程式，可以被啟動、開始、停止、刪除，而每個容器都是相互隔離、保證安全的平台。

• Repository / 倉庫

  集中存放映像檔檔案的場所，分為公開和私有兩種形式。

Docker 的用途

• 確保執行環境一致

  避免開發、測試、生產環境不一致，導致「在我機器上正常啊」之類的問題

• 應用搬遷、維護、擴展更容易

  搬遷：構建一次image，可正常執行於任意平台
  維護：image分層儲存技術，使image可以基於其他image，應用程式間相同的部分得以複用

假設我們在個人電腦寫了一個WEB，想要在伺服器上執行，那兩者必須使用相同的軟體(像是資料庫、服務器、函式庫)，為了模擬相同的開發環境，我們使用Docker來執行。以執行應用程式來說，虛擬機器需要模擬出整套作業系統才能執行應用程式，而容器則是直接運行在宿主機上，而宿主機也可以是虛擬機器。比虛擬機器又更為輕量級、執行啟動又更快。

架構圖

參考網址

Docker 教學-1 架構及指令
Docker 基本概念

Container 與 VM 的差別

​​​​- VM使用較大型的服務、而Container多使用於微服務中。
​​​​- Container彼此隔離，在同一台機器可以執行不同版本的服務，但VM會因版本不同造成環境衝突。

• VM

  • 優點:
    安全性較高，因為硬體層以上都虛擬化
    可以選擇各種不同的OS
  • 缺點:
    Image大小通常為GB
    啟動速度通常要花個幾分鐘
    資源使用較多，因為要將一部分資源分給VM的作業系統

• Container

  • 優點:
    Image大小通常為MB
    啟動速度較快
    能將更多資源運用在跑服務上
    更新較為容易
  • 缺點:
    安全性較差
    同一台機器中，每個Container的OS都是相同

參考網址

淺談Docker-虛擬機器和容器的差別