大家在工作中或許或多或少都接觸過(guò)Docker，那你知道Docker以及容器化背后的原理到底是什么嗎？
容器化技術(shù)滿(mǎn)天下，那為什么只有Docker被大家所熟知呢？
后Docker時(shí)代，到底誰(shuí)才是云原生時(shí)代的王者？
我們相信本系列文章能幫您解答這些疑惑。
在云時(shí)代以前，開(kāi)發(fā)者如需構建一個(gè)線(xiàn)上的站點(diǎn)，必須自己維護物理服務(wù)器。但是隨著(zhù)業(yè)務(wù)發(fā)展，大體量服務(wù)器逐漸增多，隨之而來(lái)的是硬件、場(chǎng)地和維護成本的不斷提高。對于面向C端的站點(diǎn)來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò )熱點(diǎn)事件具有隨機性，流量的變化并不可控，難免會(huì )遭遇站內流量暴漲的情況。此時(shí)如果沒(méi)有備用服務(wù)器，突發(fā)的大流量很可能會(huì )沖垮整個(gè)站點(diǎn)。但在沒(méi)有突發(fā)事件的時(shí)候，備用服務(wù)器的采購和維護成本又讓人不可忽略。
哪里有問(wèn)題，哪里就有商機。有人想到，如果買(mǎi)一批服務(wù)器放在外網(wǎng)，安排專(zhuān)人管理，然后按照用戶(hù)的需要租賃出去，不正好解決了這個(gè)問(wèn)題嗎？
于是，一場(chǎng)云計算的好戲，正式上演。
云計算時(shí)代的大幕拉開(kāi)，大廠(chǎng)先后登臺，讓我們先簡(jiǎn)單做一下回顧。
2006年，亞馬遜成立aws，從云端存儲業(yè)務(wù)開(kāi)始。
2008年，云計算初創(chuàng )。
2009年，阿里云成立。目前最新的數據表明，2020年度IaaS市場(chǎng)份額調查，阿里云位居全球第三，亞太第一；前兩名分別是亞馬遜和微軟，市場(chǎng)份額達9.5%，超過(guò)谷歌的6.1%，亞馬遜40.8%，微軟17%。國內市場(chǎng)份額40% ，第二是華為云，占18%。
2010年，OpenStack由NASA發(fā)布。OpenStack是一個(gè)IaaS架構，可以用其架構來(lái)搭建自己的私有云，讓任何人都可以自行創(chuàng )建和提供云計算服務(wù)。對比而言，AWS和aliyun都是自研架構，OpenStack是開(kāi)源的。所以公司如果需要，完全可以接入OpenStack搭建自己的私有云。（當然前提需要有OpenStack核心開(kāi)發(fā)能力）。
2010-2013年之間，云計算的全球份額被aws和OpenStack瓜分。
這時(shí)的云計算技術(shù)，本質(zhì)都是虛擬化技術(shù)，將硬件資源作為基礎設施提供給用戶(hù)，簡(jiǎn)稱(chēng)IaaS。簡(jiǎn)單理解，IaaS就是將一個(gè)很大的服務(wù)器，通過(guò)虛擬化技術(shù)拆分成多個(gè)小的虛擬服務(wù)器，提供服務(wù)，類(lèi)似于在本機裝了虛擬機。
但是，IaaS時(shí)代的虛擬機還是太過(guò)于笨重了。每一臺虛擬機都需要消耗CPU、內存等計算資源才能支撐應用的運行。即便應用再小，系統的開(kāi)銷(xiāo)都是固定的成本。如何為IaaS減肥，讓虛擬機系統的開(kāi)銷(xiāo)降到最低？
2013年開(kāi)始，云計算正式進(jìn)入了PaaS時(shí)代。PaaS時(shí)代，云計算所銷(xiāo)售的單元，從虛擬機變成了應用運行平臺。于是，云廠(chǎng)商提供的服務(wù)更多，資源利用率也更高了。
什么是PaaS？我們用一個(gè)通俗的例子來(lái)解釋。如果我們現在是一個(gè)燒餅店老板，采用IaaS模式意味著(zhù)我們需要用別人廚房、鍋爐、煤氣，自己和面做餡料，做燒餅。如果是PaaS，我們燒餅的面粉、餡料和調料都是別人提供好了，我們只需要把餅烤熟。
云廠(chǎng)商該如何構建一套好用的PaaS服務(wù)呢？借力開(kāi)源項目，成為各廠(chǎng)商的共識。
PaaS的核心是平臺。最早出現在開(kāi)發(fā)者視野中的PaaS開(kāi)源項目中，vmware創(chuàng )立的Cloud Foundry是知名度最高的。與IaaS提供云上虛擬機的服務(wù)方式不同，基于Cloud Foundry的云計算能夠提供應用托管的功能。開(kāi)發(fā)者只需要通過(guò)一條簡(jiǎn)單的命令比如：cf push "我的應用"，就可以將項目打成一個(gè)壓縮包，上傳到Cloud Foundry服務(wù)器。而Cloud foundry會(huì )開(kāi)啟自己的調度器，在一群云主機中找到滿(mǎn)足用戶(hù)需求的主機（系統版本、性能、個(gè)數），然后通過(guò)容器化技術(shù)，在主機上創(chuàng )建一個(gè)容器，在容器中下載壓縮包，解壓并運行，最終成為一個(gè)對外提供服務(wù)的應用。
此外，Cloud Foundry平臺對這些應用項目提供分發(fā)，災備，監控，重啟等等服務(wù)（這也是我們提供給用戶(hù)的核心服務(wù)）。這種托管服務(wù)解放了開(kāi)發(fā)者的生產(chǎn)力，讓他們不用再關(guān)心應用的運維狀況，而是專(zhuān)心開(kāi)發(fā)自己的應用。而這就是PaaS的“初心”，平臺即服務(wù)。
這里就會(huì )有同學(xué)問(wèn)了，容器是什么？容器是用來(lái)解決多個(gè)應用資源沖突與隔離性問(wèn)題的技術(shù)。Linux上的namespace機制和cgroups命令都能用做資源隔離和限制，這些都是容器技術(shù)。
容器技術(shù)并不是Docker創(chuàng )建的，在Docker興起之前，就已經(jīng)被其他公司商用了，但是為什么現在一談起容器，所有人第一時(shí)間想到的就是Docker呢？這就要提到Cloud Foundry的死亡。
Cloud Foundry似乎已經(jīng)和我們現在使用的云功能區別不大，但2021年的現實(shí)情況卻是Cloud Foundry已經(jīng)死了。
我們看過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上很多文章，再結合我們活字格公有云開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗，我們認為這個(gè)項目的致命缺陷集中它的打包機制上。
Cloud Foundry最核心的組件就是應用的打包和分發(fā)機制，也是開(kāi)發(fā)者打交道最多的功能。Cloud Foundry為每一種主流的語(yǔ)言都定義了一套打包的方式，這些方式之間毫無(wú)章法。但就是這個(gè)打包功能，成了Cloud Foundry的軟肋，一直為用戶(hù)所詬病。開(kāi)發(fā)者不得不為每一種語(yǔ)言，每一種框架，甚至是每個(gè)版本應用維護一個(gè)打好的包，還有可能出現本機運行成功，打了個(gè)包上傳上去之后就無(wú)法運行的情況。情況最嚴重的時(shí)候，開(kāi)發(fā)者在調試云平臺系統上花的時(shí)間都已經(jīng)比開(kāi)發(fā)一個(gè)新軟件的時(shí)間要長(cháng)了。
本來(lái)是為賦能開(kāi)發(fā)者的而生的技術(shù)，Cloud Foundry卻對開(kāi)發(fā)者如此不友好。當開(kāi)發(fā)者的抱怨積累到一定程度，想要在PaaS浪潮中央站穩腳跟的Cloud Foundry被后起之秀Docker“紅牌罰出局”也就順理成章了。
最初，Docker是一個(gè)當時(shí)還叫dotCloud的公司（2010年由所羅門(mén)?？怂箘?chuàng )建，Y Combinator孵化）開(kāi)發(fā)的容器項目。在Cloud Foundry困于打包問(wèn)題時(shí)，Docker正在悄悄積蓄力量，在開(kāi)源后的短短幾個(gè)月內就迅速崛起，成為一個(gè)不容忽視的PaaS技術(shù)方案，吸引了云服務(wù)開(kāi)發(fā)者的眼球。
滑稽的是，在Docker剛開(kāi)源的時(shí)候，Cloud Foundry的首席產(chǎn)品經(jīng)理 James Bayer就在社區做了一次詳細的對比，告訴用戶(hù)Docker和Cloud Foundry一樣，都是使用了Namespace和Cgroups技術(shù)的沙箱而已，沒(méi)什么值得關(guān)注的。
事實(shí)上，Docker也確實(shí)就和他所說(shuō)的一樣，采用了這個(gè)“傳統”的技術(shù)方案，但是Docker與Cloud Foundry相比，做了一點(diǎn)小小的創(chuàng )新，體現了所羅門(mén)?？怂沟倪h見(jiàn)。從2010他就開(kāi)始考慮應用打包的一致性與復用性問(wèn)題，并提出了創(chuàng )新的解決方案，最終對Cloud Foundry造成了毀滅性的打擊。這個(gè)解決方案就是Docker鏡像。
（Docker，圖片來(lái)自官網(wǎng)）
剛開(kāi)源的Docker迅速爆火，憨態(tài)可掬的小鯨魚(yú)，對用戶(hù)友好的文檔，三分鐘部署一個(gè)Nginx集群的宣傳語(yǔ)，以及Docker Image這個(gè) “微不足道的創(chuàng )新”，讓Docker席卷整個(gè)PaaS領(lǐng)域。
Docker成功的關(guān)鍵，在于Docker鏡像幾乎完美地解決了Cloud Foundry在打包方面的軟肋。
所謂的鏡像，其實(shí)也是一個(gè)壓縮包，但是比起Cloud Foundry那種執行文件+啟動(dòng)腳本的打包結果，鏡像提供給用戶(hù)的是一套完整的運行環(huán)境，每一個(gè)鏡像都可以指定操作系統版本，內部可以構建程序執行的文件結構，并且一份鏡像可以完全共享在多處使用。
此外，Docker還給開(kāi)發(fā)者提供了一套完善的鏡像制作流程，這套流程與編程語(yǔ)言和框架無(wú)關(guān)。開(kāi)發(fā)者只需要按照該流程，定制對應程序所需要的運行的操作系統環(huán)境即可。
總之，Docker 鏡像完美解決了兩個(gè)問(wèn)題：
1.本地環(huán)境和服務(wù)器環(huán)境的差異
2.同一份鏡像可以讓所有的機器進(jìn)行復用
從這一刻開(kāi)始，PaaS的市場(chǎng)已經(jīng)完全是Docker的天下。
本文是系列文章的第一期，我們一起回顧了IaaS取代物理服務(wù)器，基于IaaS構建PaaS的發(fā)展路線(xiàn)。在構建PaaS時(shí)，我們經(jīng)歷了Cloud Foundry的衰敗，見(jiàn)證了Docker的成功。
但是，只依靠Docker就能構建起完整的PaaS服務(wù)嗎？我們的活字格最終選擇了哪個(gè)技術(shù)方案？云計算的故事還沒(méi)有講完，敬請期待下期精彩內容。
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