Container技术一览

OdeSwint 9年前

来自： http://dockone.io/article/1062

在Container技术生态中有很多成员，并在迅速发展，甚至很多经验丰富的专家也很难完全跟上其发展进度，初学者更是望其项背。为了让大家能对Container技术形成一个系统的认识，Sysdig（Sysdig是一家提供 Monitoring as a microservice服务的公司）对Container生态项目进行了系统性的分类整理。

目的是列出Container技术的核心技术，尽量做到MECE（mutually exclusive and collectively exhaustive，相互独立，完全穷尽），共分为四个部分：

  • Core Container Technologies：通过这些工具可以在单机上运行少量的容器；
  • Distributed Container Technologies：用这些技术可以在一个分布式的容器集群中运行应用；
  • Container Platform Technologies：这些技术可以打造一个完整的平台，用来在容器集群中运行分布式应用；
  • Container-Native SupportTechnologies：这些技术可以帮助管理基于Container的基础设施，且专门为Container打造。

每一部分又被细分为具体的技术，每项具体的技术又包括四个来源：Docker的开源技术，CoreOS的开源技术，其它开源技术和商业版本。

1. Core Container Technologies

Container Specification

标准『container』的抽象定义，可以通过多个可替代的runtime实现，使生态圈内的技术都支持标准的容器。

  • Docker Open Source
    • Open Container spec：container runtime的开放工业标准，得到了Docker，CoreOS和产业大佬的支持，由 Open Container Initiative（OCI）（由Linux基金会运营）制定，目前已经抛弃了CoreOS的AppC标准；
  • CoreOS Open Source
    • AppC（不建议）：CoreOS现在也支持OCI。

Container runtimes

这是你真实运行的容器（本质上是一系列Linux内核组件的抽象，比如namespace和cgroups）。

  • Docker Open Source
    • runc：Docker容器的runtime，已经贡献给了OCI作为标准实现的最初版本，本质上是libcontainer的重新打包；
    • libcontainer：一个Linux容器库，抽象Linux内核组件的交互，创建和控制容器；
  • CoreOS Open Source
    • rkt：CoreOS的container runtime。最初是一个AppC specification的实现，AppC specification现已并入OCI spec；
  • Other Open Source
    • OpenVZ：一个Linux Container的库
    • LXC：一个container库，最初被runC采用，直到libcontainer的发布

Container management

这些工具抽象了基本的对container runtime的控制，添加了更多的功能和可用性。

  • Docker Open Source
    • Docker Engine：Docker技术的核心及基本接口，创建和运行Docker容器，包括了Docker daemon和Docker client；
  • CoreOS Open Source
    • rkt CLI：rkt的容器管理，请求式提供，而不是运行在后台的守护进程；
  • Other Open Source
    • LXD：LXC的daemon和UI
    • Libvirt：支持LXC，OpenVZ和一系列hypervisor技术的容器和虚拟换管理的库

Container definition

这些工具能让你定义一个特定的容器，从而实现保存，共享和复用。

  • Docker Open Source
    • Docker image：Docker container runtime就是从这些镜像中被创建的，镜像通过Dockerfile构建，在registry上被分享；
    • Dockerfile：包含了创建一个Docker镜像所需命令行的文本文件；
  • CoreOS Open Source
    • ACI（App Container Image）：rkt的容器镜像格式（rkt也支持Docker镜像）。

Registries

存储和共享container镜像的仓库。

  • Docker Open Source
    • Docker Registry：开源的Docker image registry可以被托管在自有的环境中；
  • Commercial
    • 灵雀云镜像中心（ https://hub.alauda.cn/ ）；
    • Amazon EC2 Container Registry (ECR)
    • Docker Hub：Docker官方库免费版
    • Google Container Registry
    • Quay.io：CoreOS的托管平台
    • Docker Trusted Registry
    • CoreOS Enterprise Registry

Operating systems

为容器托管所设计的OS。

  • Docker Open Source
    • boot2docker：在PC和Mac上运行Docker的最小Linux虚拟机，现常被Docker Machine使用；
  • CoreOS Open Source
    • CoreOS：运行分布式，容器化应用的最小OS，包括etcd和fleet；
  • Other Open Source
    • RancherOS：最小的全容器化的OS；
    • Project Atomic：最小的红帽Linux。有RHEL Atomic，CentOS Atomic和Fedora Atomic三个版本；
    • Ubuntu Core “Snappy”：最小的Ubuntu版本；
    • SmartOS：Joyent出品，基于Solaris的版本包含了Zones；
    • Photon OS：VMware发布的最小OS版本。

VM management

这些工具帮助你管理容器运行的虚拟化环境。

  • Docker Open Source
    • Docker Machine：创建和管理运行Docker的主机VM环境（比如VirtualBox）和cloud VM（比如Amazon AWS，Google GCP）；
  • Other Open Source
    • Hashicorp Vagrant：基于虚拟化和Docker技术，为开发环境创建提前配置的VM；
    • Hashicorp Otto：扩展了Vagrant，跨平台部署和管理VM。

2.Distributed Container Technologies

Scheduling

这些工具在抽象的底层资源上管理新容器的配置。

  • Docker Open Source
    • Docker Swarm：旨在将Docker API扩展到集群规模，包括调度和服务发现；
  • CoreOS Open Source
    • fleet：CoreOS中的编排工具，支持基本的调度，也可以被bootstrap Kubernetes使用；
  • Other Open Source
    • Chronos：Mesos的调度框架。

Cluster definition

这些工具可以让你将容器集群作为一个整体，来定义和管理。

  • Docker Open Source
    • Docker Compose：在Docker容器的集群中，定义和配置一个分布式应用的文档
  • CoreOS Open Source
    • fleet unit file：fleet用一个特定版本的systemd unit文件，来定义多个容器组成的分布式应用；

Service discovery / Distributed configuration storage

这些工具让组成一个应用的不同容器能够互相访问和共享配置信息（比如IP地址或应用配置），通常通过一个全局的分布式KV存储实现。

  • Docker Open Source
    • Docker Swarm内置了service discovery，也可以用etcd，Consul和ZooKeeper实现；
  • CoreOS Open Source
    • etcd：全局的分布式KV存储，在CoreOS中用来实现service discovery；
  • Other Open Source
    • Marathon：在Mesos中初始化长时间运行的作业，包括了service discovery和管理功能；
    • Hashicorp Consul：service discovery，K/V存储和集群健康监测；
    • Apache ZooKeeper：全局的分布式KV存储。

Dynamic configuration management

这些工具可以根据分布式KV存储中的更新，动态去更新应用设置。

  • CoreOS Open Source
    • confd：最初为etcd而生，现在支持Consul和ZooKeeper；
  • Other Open Source
    • Consul Template：Consul原生的工具；

3.Container Platform Technologies

Container orchestration platforms

这些工具包含了容器集群管理的所有核心（上表列出的）功能，包括container management，scheduling，cluster definition和service discovery。

  • Docker Open Source
    • Docker Swarm，Compose和Machine三剑客，可以组成一个完整的编排平台，Docker Swarm还支持Kubernetes；
  • Other Open Source
    • Apache Mesos：成熟的，高扩展性的服务，可以将底层的资源抽象出来，并将应用变成分布式的任务；使用Marathon和Chronos实现集群管理，调度和service discovery；支持Kubernetes；
    • Kubernetes：特别为容器集群上的微服务设计的编排平台；包括了调度，集群管理和service discovery，Google出品，现已贡献给了CNCF；
    • Hashicorp Namad：使用了Consul。

Hosted container platforms

这些平台提供了容器托管和编排服务。

  • Commercial

    • 灵雀云（ http://www.alauda.cn/ ）；
    • Amazon EC2 Container Service(ECS)
    • Google Container Engine：使用了 Kubernetes；
    • Tutum：已被Docker收购；
    • Redhat Openshift：使用了Kubernetes；
    • Joyent的Triton
    • Giant Swarm
    • ProfitBricks
    • Modulus
      • + Rackspace Carina

Container platform management

这些技术向分布式容器环境提供了更抽象的管理和控制层，通常是通过GUI。

  • Docker Open Source
    • Project Orca：专为Docker设计的GUI
  • Other Open Source
    • Rancher
    • ContainerShip
    • Panamax
    • Shipyard
    • Joyent SmartDataCenter：使用SmartOS
  • Commercial
    • Mesosphere DCOS：使用Mesos
    • CoreOS Tectonic：使用 CoreOS+Kubernetes；
    • Nirmata：跨云的容器管理，内置了调度，service discovery，动态负载均衡和基础设施优化；
    • ContainerShip Enterprise
    • StackEngine
    • AppFormix

Container-based PaaS

这些平台通过管理应用代码部署和提供类PaaS的用户体验，更进一步抽象了基于容器的基础设施。

  • Other Open Source

    • Deis：基于容器的PaaS使用了CoreOS；
    • Flynn：基于容器的PaaS使用了etcd；
    • RedHat Openshift Origin
    • Cisco Mantl：使用了Mesos；
    • Dokku：最轻量级的PaaS；
      • + Empire：为AWS ECS而生的PaaS。

4.Container-Native SupportTechnologies

Networking

网络

  • Docker Open Source
    • Docker port expose：将容器端口链接到主机端口的Docker特性；
    • Docker linking：提供同一主机上容器间相互连接的Docker特性；
    • libnetwork：进一步的容器网络库；
  • CoreOS Open Source
    • flannel：通过etcd构建的overlay network，给每一个主机一个隔离的子网；
  • Other Open Source
    • Weave：将一个分布式系统中的所有容器，放到一个虚拟网络中的overlay network，同时包含了service discovery功能；
    • Calico：为每个容器提供一个IP地址的3层虚拟网络。

Monitoring / Visibility

监控/可视化

  • Docker Open Source
    • Docker ps/top/stats：runtime的命令
    • Docker stats API：容器性能监控的远程API
  • Other Open Source
    • sysdig：深度系统/容器可视化的CLI；
    • cAdvisor：Google出品的收集容器运行时信息的工具，包含了GUI，Heapster为其添加了Kubernetes支持；
    • Weave Scope：容器网络拓扑；
  • Commercial
    • Sysdig Cloud：使用了sysdig，包括web UI，应用拓扑，并且支持所有主流的容器技术。

Data layer

数据层

  • Other Open Source

      + ClusterHQ Flocker：为有状态服务提供数据卷管理。

Log management

日志管理

  • Docker Open Source
    • Docker logs：runtime command；
  • Other Open Source
    • logspout：Docker的日志转发。

CI/CD

持续集成/持续部署

  • Commercial

    • Shippable
      • + Wercker

Security

安全

  • Other Open Source
    • OpenSCAP
  • Commercial

    • Twistlock

      +Scalock

      +Conjur

      +Lynis

Getting started aides

入门助手

  • Docker Open Source

    • Docker Kitematic：为Docker初学者设计的基本Docker GUI；
      • + Docker Toolbox：核心Docker工具的安装器。