大家好，我们继续来一起学习k8s~
在上一个章节里，我们初步了解了容器技术，在Linux虚拟机里安装了当前最流行的容器docker，还是用了docker ps、docker run 等命令简单操作了容器
广义上来说，容器技术是动态的容器，静态的镜像和远端的仓库这三者的结合，不过，容器这个术语作为容器技术里的核心概念，不仅是大多数初次接触到这个领域的人，即使是一些已经有使用经验的人，想要准确的把握他们的内涵，本质都是比较困难的
那么今天，我们就一起来看看究竟什么是容器（即狭义的，动态的容器）
从字面上来看，容器就是container，一般把他比喻成显示世界里的集装箱，它也正好和docker的显示含义相对应，因为码头工人（那只可爱的小鲸鱼）就是不听的在搬运集装箱
集装箱的作用是标准化封装各种货物，一旦打包完成之后，就可以从一个地方迁移到任意的其他地方，想必散装形式而言，集装箱隔离了箱内箱外两个世界，保持了货物的原始形态，避免了内外部相互干扰，极大地简化了商品的存储，运输，管理等工作
再回到我们的计算机世界，容器也发挥着同样的作用，不过它封装的货物是云相中的应用程序，也就是进程，同样也回把进程与外界隔离开，让进程与外部系统互补影响
接下来我们来世界操作一下，来看看在容器里运行的进程是个什么样子
首先，我们使用 docker pull 命令，拉取一个新的镜像---操作系统alpine
[root@mysql-master ~]# docker pull alpine
然后我们使用 docker run 命令运行他的shell程序
[root@mysql-master ~]# docker run -it alpine sh
注意这里我么多加了个-it参数，这样我们就会暂时离开当前的centos操作系统，进入容器内部
现在，让我们执行 cat /etc/os-release ，还有ps这两个命令，最后再使用exit退出，看看容器里与容器外有什么不同
就像这张截图里所显示的，在容器里查看系统信息，会发现已经不再是外面的centos系统了，而是变成了Alpine Linux3.19，再去执行ps命令
可以发现这里是一个 完全干净的运行环境，除了shell，没有其他进程的存在
也就是说，在容器内部是一个全新的Alpine操作系统，在这里运行的应用程序完全看不到外面的centos系统，两个系统被互相隔离了
我们还可以拉取一个ubuntu等任意操作系统的镜像，用同样的方式进入容器内部，然后执行系统的update、install 等命令来看看
这里我就不操作截图了，具体的结果留给大家去操作体会，可以看到容器内是一个完整的操作系统，我们可以在容器内做任何事情，安装应用等等等，无论我们在容器内做什么，都不会影响到我们外部的centos系统（当然不是绝对的）
到这里，我们就可以得到一个初步的结论， 容器，就是一个特殊的隔离环境，它能够让进程只看到这个环境里的有限信息，不能够对外界环境施加影响
那么，很自然的，我们会产生另外一个问题，为什么需要创建样的一个隔离环境，直接让进程在系统里运行不好吗？
相信前两年的“口罩”，你对这个隔离这个词不会感到太陌生，为了防止蔓延，我们需要建立方舱、定点医院，把患病的人群控制在特定的区域内，更进一步还会实施封闭小区，关停商场等活动，虽然这些措施带来了一些不便，但是都是为了整个社会更大范围的正常运转
同样的，在计算机世界里的隔离也是出于同样的考虑，也就是 系统安全
对于Linux操作系统来说，一个不受任何限制的应用程序是十分危险的，这个进程能够看到系统里所有的文件，所有的进程，所有的网络流量，访问内存里的任何数据，那么恶意程序就会把系统搞瘫痪，正常程序也可能会因为无意的bug导致信息泄露或者其他安全事故，虽然Linux提供了用户权限控制，能够限制进程只访问某些资源，但这个机制还是比较薄弱的，和真正的隔离需求相差的很远
而现在，使用容器技术，我们就可以让应用程序运行在一个有严密防护的沙盒（sandbox）环境之内，就好像是把进程请进了隔离酒店，他可以在这个环境自由活动，但觉不允许越界，从而保证了容器外系统的安全
另外，在计算机里有各种各样的资源，cpu，内存，硬盘，网卡，虽然目前的高性能服务器都是几十核cpu，上百GB的内存，数TB的硬盘，万兆网卡，但这些资源终究是有限的，而且考虑到成本，也不允许某个应用程序无限制的占用
容易技术的另一个本领就是为应用程序加上资源隔离，在系统里切出一部分资源，让他只能使用指定的配额 ，比如只能使用一个CPU，只能使用1GB内存等等，就好像在隔离酒店里保证一日三餐，但想要吃山珍海味那是不行的，这样就可以避免容器内进程的过度消耗，充分利用计算机硬件，让有限的资源能够提供稳定可靠的服务
所以，虽然进程被关在了容器里，损失了一些自由，但却保证了整个系统的安全，而且只要进程遵守隔离规定，不作出什么出格的事情，也完全是可以正常运行的
你也许会说，这么看来，容器技术就是常见的沙盒技术中的一种，和虚拟机差不了多少，那么他与虚拟机的区别在哪里呢，又有什么样的优势
在我看来，其实容器和虚拟机面对的都是相同的问题，使用的也都是虚拟化技术，只是所在的层次不通，我们可以参看docker官网上的两张图，把这两者对比起来会更利于学习理解
docker官网的图示其实并不太准确，容器并不直接运行在docker上，docker只是辅助简历隔离环境，让容器基于Linux操作系统运行
首先，容器和虚拟机的目的都是隔离资源，保证系统安全，然后是尽量提高资源的利用率，之前在使用VirtualBox/VMware创建虚拟机的时候，你也应该看到了，他们能够再宿主机系统里完整虚拟化出一套计算机硬件，在里面还能够安装任意的操作系统，这内外两个系统也同样是完全隔离，互不干扰
而在数据中心的服务器上，虚拟机软件（即图中的Hypervisor）同样可以把一台物理服务器虚拟成多台逻辑服务器，这些逻辑服务器彼此独立，可以按需分隔物理服务器的资源，为不同的用户所使用
从实现的角度来看， 虚拟机虚拟化出来的是硬件，需要在上面再安装一个操作系统后才能够运行应用程序，而硬件虚拟化和操作系统都比较重，会消耗大量的CPU，内存，硬盘等系统资源 ，但这些消耗其实并没有带来什么价值，属于重复劳动和无用功，不过好处就是隔离程度非常高，每个虚拟机之间可以做到完全无干扰
我们再来看容器（即图中的docker），他直接 利用了下层的计算机硬件和操作系统，因为虚拟机少了一层，所以自然就会节约CPU和内存，显得非常轻量级，能够更高效的利用硬件资源 ，不过，因为多个容器并用操作系统内核，应用程序的隔离程度就没有虚拟机那么高了
运行效率 ，可以说是容器相比于虚拟机最大的优势，在这个对比图中可以看到，同样的系统资源，虚拟机可以跑三个应用，其他的资源都用来支持虚拟机运行了，而容器则能够把这部分资源释放出来，同时运行6个应用
当然，这个对比图只是一个形象的展示，不是严谨的数值比较，不过我们还可以用手里现有的VirtualBox/VMware虚拟机与docker容器做个简单对比
一个普通的centos虚拟机安装完成之后，体积都是GB级别的，在安装一些应用跟容易就会上到10GB，启动时间通常需要几分钟，我们的电脑上同事运行十来个虚拟机可能就是极限了，而一个centos镜像大小则只有几十MB，启动起来更是非常快，基本上不超过一秒钟，同时跑上百个容器也毫无问题
不过，虚拟机和容器这两种技术也不是互相排斥的，他们完全可以结合起来使用，就想我们的课程里一样，用虚拟机与宿主机的强隔离，然后在虚拟机里使用docker容器来快速运行应用程序
我们知道虚拟机使用的是Hyperviser（KVM，Xen等），那么，容器是怎么实现和下层计算机硬件和操作系统交互的呢，为什么他会具有高效清表的隔离特性呢？
其实奥秘就在于Linux操作系统内核之中，为资源隔离提供了三种技术：namespace、cgroup、chroot，虽然这三种技术的初衷并不是为了实现容器，但他们三个结合在一起就会发生奇妙的化学反应
namespace 是2002年从Linux2.4.19开始出现的，和变成语言里的namespace有点类似，他可以创建出独立的文件系统，主机名，进程号，网络等资源空间，相当于给进程改了意见小板房，这样就实现了系统全局资源和进程局部资源的隔离
cgroup 是2008年从Linux2.6.24开始出现的，他的全称是Linux Control Group，用来实现对进程的CPU，内存等资源的优先级和配额限制，相当于给禁成一个小板房加了一个天花板
chroot 的历史则要比前面的两者古老的多，早在1979年的UNIX V7就已经出现了，他可以更改进程的根目录，也就是限制访问文件系统，相当于给进程的小板房铺上了地砖
你看，综合运行这三种技术，一个四四方方，具有完善的隔离特性的容器就此出现了，进程就可以搬进这个小房间，过她的快乐生活了，我觉得用鲁迅先生的一句话来描述这个情景最为恰当：躲进小楼成一统，管他冬夏与春秋
小结：
好了，今天我们学习了容器技术中最关键的概念： 动态的容器 ，再简单小结一下课程的要点：
1-容器就是操作系统里的一个特殊的沙盒环境，里面运行的进程只能看到受限的信息，与外部系统实现了隔离
2-容器隔离的目的是为了系统安全，限制了进程能够访问的各种资源
3-相比虚拟机技术，容器更加轻巧，更加高效，消耗的系统资源非常少，在云计算时代极具优势
4-容器的基本实现技术是Linux系统里的namespace、cgroup、chroot
今天就先写到这里，快下班了，处理下手头的工作， 我下面提问几个问题 ，如果能直接对答出来的话证明学进去了，说不出来的话就还需要再去了解噢，包括上个章节的问题，我一起写在本章节！！！
本章节：
1-你能够对比现实中的集装箱，说出容器技术更多的有点吗？
2-有一种说法：容器就是轻量级的虚拟机，你认为这种说法正确吗？
上一个章节：
1-你对容器技术和docker有什么样的认识和感受？
2-docker engine为什么要设计成客户端/服务器（C/S）架构？他有什么样的好处？
欢迎在留言区留言参与讨论！
