初识容器与Docker
如果说主机时代大家比拼的是单个服务器物理性能（如CPU主频和内存），那么在云时代，最为看重的则是凭借虚拟化技术所构建的集群处理能力。
伴随着信息技术的飞速发展，虚拟化技术早已经广泛应用到各种关键场景中。从20世纪60年代IBM推出的大型主机虚拟化，到后来以Xen、KVM为代表的虚拟机虚拟化，再到现在以Docker为代表的容器技术，虚拟化技术自身也在不断进行创新和突破。
传统来看，虚拟化既可以通过硬件模拟来实现，也可以通过操作系统软件来实现。而容器技术则更为优雅，它充分利用了操作系统本身已有的机制和特性，可以实现远超传统虚拟机的轻量级虚拟化。因此，有人甚至把它称为“新一代的虚拟化”技术，并将基于容器打造的云平台亲切地称为“容器云”。
Docker毫无疑问正是众多容器技术中的佼佼者，是容器技术发展过程中耀眼的一抹亮色。那么，什么是Docker？它会带来哪些好处？它跟现有虚拟化技术又有何关系？
本章首先会介绍Docker项目的起源和发展过程，之后会为大家剖析Docker和相关容器技术，以及它在DevOps等场景带来的巨大便利。最后，还将阐述Docker在整个虚拟化领域中的技术定位。
1.1 什么是Docker
1.?Docker开源项目背景
Docker是基于Go语言实现的开源容器项目，诞生于2013年年初，最初发起者是dotCloud公司。Docker自开源后受到广泛的关注和讨论，目前已有多个相关项目（包括Docker三剑客、Kubernetes等），逐渐形成了围绕Docker容器的生态体系。
由于Docker在业界造成的影响力实在太大，dotCloud公司后来也直接改名为Docker Inc，并专注于Docker相关技术和产品的开发。
图1-1 Docker官方网站
Docker项目已加入了Linux基金会，并遵循Apache2.0协议，全部开源代码均在https://github.com/docker/docker上进行维护。在Linux基金会最近一次关于“最受欢迎的云计算开源项目”的调查中，Docker仅次于2010年发起的OpenStack项目，并仍处于上升趋势。
现在主流的Linux操作系统都已经支持Docker。例如，红帽公司的RHEL 6.5/CentOS 6.5往上的操作系统、Ubuntu 14.04往上的操作系统，都已经在软件源中默认带有Docker软件包。Google公司宣称在其PaaS（Platform as a Service）平台及服务产品中广泛应用了Docker容器。IBM公司跟Docker公司达成了战略合作伙伴关系。微软公司在其云平台Azure上加强了对Docker的支持。公有云提供商亚马逊也推出了AWS EC2 Container服务，提供对Docker和容器业务的支持。
Docker的构想是要实现“Build, Ship and Run Any App, Anywhere”，即通过对应用的封装（Packaging）、分发（Distribution）、部署（Deployment）、运行（Runtime）生命周期进行管理，达到应用组件“一次封装，到处运行”的目的。这里的应用组件，既可以是一个Web应用、一个编译环境，也可以是一套数据库平台服务，甚至是一个操作系统或集群。
基于Linux平台上的多项开源技术，Docker提供了高效、敏捷和轻量级的容器方案，并支持部署到本地环境和多种主流云平台。可以说，Docker首次为应用的开发、运行和部署提供了“一站式”的实用解决方案。
2.?Linux容器技术——巨人的肩膀
跟大部分新兴技术的诞生一样，Docker也并非“从石头缝里蹦出来的”，而是站在前人的肩膀上，其中最重要的就是Linux容器（Linux Containers，LXC）技术。
IBM DeveloperWorks网站关于容器技术的描述十分准确：“容器有效地将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中，以更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。与虚拟化相比，这样既不需要指令级模拟，也不需要即时编译。容器可以在核心CPU本地运行指令，而不需要任何专门的解释机制。此外，也避免了准虚拟化（paravirtualization）和系统调用替换中的复杂性。”
当然，LXC也经历了长期的演化。最早的容器技术可以追溯到1982年Unix系列操作系统上的chroot工具（直到今天，主流的Unix、Linux操作系统仍然支持和带有该工具）。早期的容器实现技术包括Sun Solaris操作系统上的Solaris Containers（2004年发布），FreeBSD操作系统上的FreeBSD jail（2000年左右出现），以及GNU/Linux上的Linux-VServer和OpenVZ。
在LXC之前，这些相关技术经过多年的演化已经十分成熟和稳定，但是由于种种原因，它们并没有被很好地集成到主流的Linux内核中，用户使用起来并不方便。例如，如果用户要使用OpenVZ技术，需要先手动给操作系统打上特定的内核补丁方可使用，而且不同版本并不一致。类似的困难造成在很长一段时间内，这些优秀的技术只流传于技术人员的小圈子中。
后来LXC项目借鉴了前人成熟的容器设计理念，并基于一系列新引入的内核特性，实现了更具扩展性的虚拟化容器方案。更加关键的是，LXC终于被集成到了主流Linux内核中，进而成为了Linux系统轻量级容器技术的事实标准。从技术层面来看，LXC已经趟过了绝大部分的“坑”，完成了容器技术实用化的大半历程。
3.?从Linux容器到Docker
在LXC的基础上，Docker进一步优化了容器的使用体验，让它进入了寻常百姓家。
首先，Docker提供了各种容器管理工具（如分发、版本、移植等）让用户无需关注底层的操作，可以更简单明了地管理和使用容器；其次，Docker通过引入分层文件系统构建和高效的镜像机制，降低了迁移难度，极大地提升了用户体验。用户操作Docker容器就像操作应用自身一样简单。
早期的Docker代码实现是直接基于LXC的。自0.9版本开始，Docker开发了libcontainer项目，作为更广泛的容器驱动实现，从而替换掉了LXC的实现。目前，Docker还积极推动成立了runC标准项目，试图让容器支持不再局限于Linux操作系统，而是更安全、更具扩展性。
简单地讲，读者可以将Docker容器理解为一种轻量级的沙盒（sandbox）。每个容器内运行着一个应用，不同的容器相互隔离，容器之间也可以通过网络互相通信。容器的创建和停止都十分快速，几乎跟创建和终止原生应用一致；另外，容器自身对系统资源的额外需求也十分有限，远远低于传统虚拟机。很多时候，甚至直接把容器当作应用本身也没有任何问题。
有理由相信，Docker技术会进一步成熟，将成为更受欢迎的容器虚拟化技术实现，并在云计算和DevOps等领域得到更广泛的应用。
