使用基于容器虛擬化技術(shù)提升虛擬機(jī)性能

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在過(guò)去的幾年中，基于管理程序（hypervisor-based）的虛擬化逐漸占據(jù)虛擬化市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。這不難理解，因?yàn)檫@種技術(shù)的靈活性使得用戶幾乎可以安裝所有類型的操作系統(tǒng)。然而，如果你并不需要在同時(shí)運(yùn)行多種不同類型操作系統(tǒng)環(huán)境下工作，基于容器（container-based）的虛擬化也許是一個(gè)更佳的選擇，它能為用戶帶來(lái)性能優(yōu)勢(shì)。

基于容器（container-based）的虛擬化技術(shù)的基本思想是在底層運(yùn)行一個(gè)內(nèi)核，其余多個(gè)不同的虛擬機(jī)運(yùn)行于該內(nèi)核之上。相比基于管理程序（hypervisor-based）的虛擬化，每個(gè)虛擬機(jī)不是完整的操作系統(tǒng)實(shí)例，這種技術(shù)僅安裝每個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)例的一部分，每個(gè)實(shí)例以智能的方式與安裝在主操作系統(tǒng)內(nèi)核中的虛擬化層協(xié)同工作。基于管理程序的虛擬化多用于Linux環(huán)境，現(xiàn)今最主要的兩大陣營(yíng)是商業(yè)化產(chǎn)品Parallels Virtuozzo和開(kāi)源產(chǎn)品OpenVZ。

基于管理程序（hypervisor-based）的虛擬化VS基于容器（container-based）的虛擬化

為了理解基于容器（container-based）的虛擬化，最好的辦法就是跟基于管理程序（hypervisor-based）的虛擬化做對(duì)比。后者的工作方式是，通過(guò)管理程序?qū)?，?lái)轉(zhuǎn)發(fā)所有來(lái)自虛擬機(jī)的指令給底層硬件設(shè)備層。這個(gè)管理程序?qū)邮且粋€(gè)帶有虛擬化功能特性的精簡(jiǎn)操作系統(tǒng)內(nèi)核。在VMware ESX Server 和 思杰的XenServer產(chǎn)品中，管理程序?qū)硬捎玫氖荓inux內(nèi)核，Windows Hyper-V采用微軟內(nèi)核完成這項(xiàng)工作。

而虛擬機(jī)（VM）運(yùn)行于管理程序?qū)又?。這種模式下，每一個(gè)虛擬機(jī)就是一個(gè)完整的操作系統(tǒng)。這種技術(shù)最大的挑戰(zhàn)來(lái)自于，在不提前虛擬化所有硬件的驅(qū)動(dòng)的情況下，訪問(wèn)硬件設(shè)備。半虛擬化技術(shù)（paravirtualization）就是解決這個(gè)問(wèn)題的方案；然而在另外一種全虛擬化的技術(shù)中，所有的硬件在分配給虛擬機(jī)（VM）使用前都必須首先進(jìn)行虛擬化。虛擬機(jī)將運(yùn)行的是一個(gè)完整的操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序也是被虛擬化的。

基于容器（container-based）的虛擬化（也被稱作操作系統(tǒng)虛擬化）使用了不用的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)操作系統(tǒng)運(yùn)行于底層，例如當(dāng)使用Parallels Virtuozzo 虛擬化產(chǎn)品時(shí)，底層運(yùn)行的是windows或Linux操作系統(tǒng)。在操作系統(tǒng)之上是虛擬化層，看起來(lái)就像虛擬化層是運(yùn)行于操作系統(tǒng)上的一個(gè)應(yīng)用程序一樣。虛擬化層提供了自有的文件系統(tǒng)和內(nèi)核服務(wù)提取能力，用來(lái)確保在所有虛擬機(jī)之間分割硬件資源，因此每個(gè)獨(dú)立的虛擬機(jī)也被稱為“容器“。虛擬化層保證了每一個(gè)容器對(duì)外成為一個(gè)獨(dú)立的服務(wù)器。

這兩種虛擬化技術(shù)最大的不同就在于基于容器（container-based）的虛擬化技術(shù)中，每個(gè)虛擬機(jī)安裝的不是完整的虛擬機(jī)。因此不需要安裝一個(gè)完整安裝的操作系統(tǒng)。部分虛擬化中，容器運(yùn)行得更像一個(gè)完全獨(dú)立的應(yīng)用程序運(yùn)行于操作系統(tǒng)中。虛擬化層保證它不合其他的容器相影響，然后容器本身呈現(xiàn)為一個(gè)虛擬機(jī)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要重復(fù)的功能，像硬件訪問(wèn)功能。只有一個(gè)操作系統(tǒng)關(guān)心硬件的訪問(wèn)。

基于容器（container-based）的虛擬化同時(shí)也避免了傳統(tǒng)方式下，由于通過(guò)虛擬驅(qū)動(dòng)程序訪問(wèn)硬件設(shè)備所帶來(lái)的性能問(wèn)題。但是這種技術(shù)也有一項(xiàng)缺點(diǎn)，那就是靈活性受到限制，用戶無(wú)法同時(shí)安裝多種不同操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)。然而，一般來(lái)講，當(dāng)用戶需要的僅僅是在已經(jīng)使用的某種操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，再增加幾個(gè)相同的實(shí)例時(shí)，為什么不選擇基于容器（container-based）的虛擬化技術(shù)？

基于容器（container-based）的虛擬化技術(shù)優(yōu)勢(shì)

相比基于管理程序（hypervisor-based）的虛擬化，基于容器（container-based）的虛擬化提供了完全不同的虛擬化方法。它采用在一個(gè)OS中運(yùn)行多個(gè)獨(dú)立容器的方式，取代原有的在每個(gè)虛擬機(jī)中都安裝完整操作系統(tǒng)的方式。因此在基于容器（container-based）的虛擬化設(shè)備中只需運(yùn)行于一個(gè)完整操作系統(tǒng)環(huán)境，這種技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就在于，無(wú)需安裝重復(fù)的功能模塊，從而提高了系統(tǒng)性能。