使用容器的云计算

云计算容器是什么意思？

容器是一种轻量级虚拟化技术，用于云计算，它有助于打包和隔离应用程序及其所有库、依赖项、配置文件和运行时环境。容器打包提供了一种稳定且可移植的方式，可以在开发、测试和生产等多种计算环境之间迁移应用程序，而无需担心底层基础设施的变化。

容器的一些特殊优点是：

• 隔离性：容器通过将程序及其组件与其宿主机器以及彼此隔离开来，防止它们相互干扰或干扰底层基础设施。
• 可移植性：只要支持相应的运行时环境，容器就可以在各种环境中可靠地运行，包括不同的云提供商、本地数据中心以及本地开发计算机。
• 效率：容器非常轻量级，启动时间更快，并且由于它们与宿主设备共享同一个操作系统内核，因此能更有效地利用可用资源。
• 快速部署和版本控制：通过生成新的容器实例，可以轻松应用更新，并且可以快速部署容器。这有助于加快开发、测试和部署周期。

我应该何时使用云计算容器？

在对可移植性、可伸缩性、敏捷性和有效资源利用率有关键要求的云计算应用程序中，容器特别适用。以下是一些云计算使用容器有益的场景：

• 微服务架构：容器是这种设计的天然选择，因为微服务将大型应用程序分解为更小、松散耦合的服务。容器使得微服务可以独立打包、部署和维护，从而实现可伸缩性和敏捷性。
• DevOps 实践：容器通过支持持续开发、测试和生产环境，与 DevOps 原则保持一致。通过简化持续集成和持续部署（CI/CD）管道的控制，可以更快、更可靠地交付软件。
• 快速应用程序部署：容器提供可伸缩性和快速部署，非常适合需要根据不断变化的需求快速启动或扩展应用程序。
• 一致的开发环境：通过确保开发环境和生产环境之间的一致性，容器可以最大限度地减少与部署相关的问题以及“我的机器上可以运行”的困境。
• 测试和质量保证：容器有助于创建与生产环境非常相似的隔离的测试和质量保证环境，从而可以对新功能和应用程序进行广泛的测试。
• 多云和混合云环境：由于容器的可移植性，应用程序可以无需修改即可在多个云提供商或混合云环境中一致运行。

• 应用程序现代化：通过将遗留应用程序封装在容器中，使其可以在现代基础设施上运行，并利用相应的编排工具，容器可以帮助现代化遗留应用程序。
• 复杂的应用程序依赖项：通过将具有复杂依赖项要求的应用程序（例如涉及特定库或软件版本的应用程序）封装在容器中，可以使运行时环境保持一致和准确。
• 有状态应用程序（谨慎使用）：通过适当的准备和管理，有状态应用程序可以被容器化。然而，容器通常用于无状态应用程序。Kubernetes 和其他编排技术提供了有状态应用程序的功能。
• 应急准备和最大可用性：容器允许应用程序在环境之间快速迁移，从而更容易实现灾难恢复和高可用性技术。

重要的是要记住，尽管容器有许多优点，但并非所有用例都适合它们。

对于需要完全隔离、具有遗留程序的复杂依赖项或具有严格安全或合规性要求的应用程序，虚拟机或其他部署方法可能更合适。在决定是否在云计算中使用容器时，您必须仔细评估应用程序的需求和特点。

我应该何时不使用云计算容器？

尽管使用容器在云计算中交付和维护应用程序具有许多优点，但在某些情况下，它可能不是最佳选择。在以下情况下，容器可能不是最佳选择：

• 高依赖性遗留应用程序：容器化严重依赖特定操作系统、库或配置的遗留应用程序可能很困难。此类容器程序可能需要进行重写或修改，既复杂又耗时。
• 需要完全隔离的应用程序：由于容器共享宿主操作系统内核，因此对于某些具有严格合规性或安全要求的应用程序，它们提供的隔离级别可能不足。在某些情况下，虚拟机提供更好的分离。
• 需要大量图形处理的应用程序：对于像游戏或视频渲染这样需要大量图形处理的应用程序，配备专用 GPU 资源的虚拟机可能提供更好的性能。
• 长期和持久状态应用程序：容器通常用于无状态应用程序，但通过仔细准备，它们也可以处理长期的持久状态。数据库和其他严重依赖持久状态和数据的应用程序可能更适合替代部署方法。
• 需要复杂网络配置的应用程序：尽管容器能够管理网络，但设置需要复杂网络要求的应用程序（例如复杂的 VLAN 设置或特定的路由规则）可能会更困难。
• 难以容器化的应用程序：根据其架构、依赖项或设计，某些程序可能从一开始就无法容器化。尝试容器化这些应用程序可能会导致更大的复杂性或更差的性能。

云计算中最受欢迎的容器技术

云计算充分利用了一些最知名的容器技术，以简化容器化应用程序的部署和管理。

这些技术提供了用于容器创建、分发和编排的系统和工具。一些最知名的云计算容器技术如下：

Docker

• 它提供了用于构建、共享和使用容器的资源。
• 容器是使用 Docker 镜像创建的，并且使用名为 Docker Hub 的注册表来共享和存储这些镜像。
• 使用简单的 YAML 文件，Docker Compose 使您能够定义和管理多容器应用程序。

Kubernetes

• 这个强大的编排平台自动化了容器化应用程序的部署、可伸缩性和管理。
• 它能够进行负载均衡、滚动更新、自我修复和自动伸缩。
• Kubernetes 支持本地和云环境，并采用声明式配置方法。

Podman

• 它允许您处理单个容器和容器组（称为 Pod），是 Docker 的替代容器运行时，无需大型守护进程。
• 它提供了改进的安全功能，例如无根容器，并与 systemd 和 sysvinit Linux init 系统兼容。

RKT (Rocket)

• 它允许您处理单个容器和容器组（称为 Pod），是 Docker 的替代容器运行时，无需大型守护进程。
• RKT 非常重视与现有容器镜像的兼容性和安全隔离。

Azure Kubernetes 服务 (AKS)

• Microsoft Azure 以 AKS 的名义提供托管 Kubernetes 服务。它与 Azure 服务集成，简化了 Kubernetes 集群的部署和管理，并提供了可伸缩性和自动更新等功能。
• 这些容器技术对于现代云计算应用程序的开发和部署方法至关重要。
• 它们通过提供创建、管理和协调容器所需的工具，帮助企业在各种云环境中开发适应性强、持久且可伸缩的应用程序。
• 云计算中容器与虚拟机比较，以获得更深入的理解

现在，让我们通过与虚拟机的比较来审视容器。

• 而容器是操作系统级别的抽象层，虚拟机则虚拟化服务器硬件资源（内存、磁盘空间、处理器和其他服务器硬件资源）。
• 许多容器可以在同一台设备上运行并共享宿主系统的内核。与虚拟机相比，容器不再需要单独的操作系统。
• 它不包含自己的操作系统，因此可以直接节省处理时间、RAM 和磁盘空间。请参考下图以获得更好的理解。
• 应用程序代码及其所有依赖项都打包在容器中。

用例

• 虚拟机 (VM)：适用于运行遗留应用程序、对安全性有严格要求的应用程序以及需要强大隔离的场景。
• 隔离性：容器共享宿主操作系统内核，可实现轻量级隔离。由于它们是应用程序级别的隔离，因此多个容器可以在单个操作系统上运行。
• 资源分配：共享宿主资源可提高容器的效率。然而，这也意味着可能存在资源争用。
• 兼容性：微服务和现代应用程序旨在与容器配合使用。应用程序及其依赖项被打包在一起，这增加了它们在不同环境中的可移植性和一致性。

重要概念

• 容器：容器是一种标准化的软件单元，它封装了代码及其所有依赖项，从而可以在各种计算环境中快速可靠地执行应用程序。Docker 是一个流行的容器平台。
• 容器编排：Kubernetes 和其他相关工具负责控制容器化程序的部署、可伸缩性和功能。编排自动化了许多流程，包括负载均衡、集群控制、容器部署和自我恢复。
• 微服务架构：这种架构将应用程序分解为更易于管理、独立的、通过网络相互通信的服务。容器通常用于实现这种架构。
• CI/CD 管道：借助容器，持续集成/持续部署管道（或 CI/CD 管道）可以更可靠、更频繁地集成和部署代码更改。

优点

• 可移植性：由于容器包含了运行应用程序所需的一切，因此它们在各种环境中都非常灵活，包括开发、测试和生产。
• 可伸缩性：Kubernetes 等编排平台支持水平伸缩，可以根据需求轻松添加或删除容器。
• 效率：与需要单独操作系统的传统虚拟机相比，容器更轻量，因为它们共享宿主系统的操作系统内核。
• 一致性：容器通过确保程序在部署的任何地方都能一致运行，从而帮助缓解由环境差异引起的问题。
• 分离：通过在隔离的环境中运行应用程序，容器提供文件系统和进程分离，从而增强安全性和稳定性。

最佳实践

• 镜像管理：要加快构建时间并减少攻击面，请使用轻量级基础镜像并减少 Docker 镜像中的层数。
• 安全性：使用签名镜像，定期扫描容器镜像中的漏洞，并设置网络控件以进行容器通信。
• 资源管理：为容器定义资源请求和限制，以确保集群资源的有效利用并防止资源争用。
• 监控和日志记录：需要强大的监控和日志记录系统来跟踪容器化应用程序的功能和整体健康状况。
• 配置管理：要处理容器镜像外部的配置和敏感数据，请使用 Kubernetes 环境变量、ConfigMaps 和 Secrets。

通过利用这些概念和工具，组织可以有效地部署和管理利用容器的可伸缩、可移植和弹性的云应用程序。在容器化环境中，资源管理和安全性是需要考虑的关键因素。通过优化资源分配、运行时监控和镜像扫描等最佳实践，可以保持容器化应用程序的安全性和功能。

结论

总而言之，容器化云计算为部署和管理现代应用程序提供了一种革命性的方法。在一致性、效率、可伸缩性和可移植性方面，容器具有很大的优势。容器将应用程序及其依赖项封装到轻量级、可移植的单元中，从而确保软件在各种环境中一致运行。