资料来源：Kubernetes in Action。

通过这篇文章，我们将描绘虚拟机和LXC之间的一些区别。让我们先定义它们。

VM:

虚拟机模拟物理计算环境，但对CPU、内存、硬盘、网络和其他硬件资源的请求由虚拟化层管理，虚拟化层将这些请求转换为底层物理硬件。

在此上下文中，VM称为来宾，而其运行的环境称为主机。

LXC：

Linux容器（LXC）是操作系统级的功能，可以在一个控制主机（LXC主机）上运行多个独立的Linux容器。Linux容器是VM的轻量级替代品，因为它们不需要虚拟机管理程序，即Virtualbox、KVM、Xen等。

现在，除非你被艾伦（Zach Galifianakis，来自《宿醉》系列）麻醉，并在拉斯维加斯呆了一年，否则你会非常清楚Linux容器技术的巨大兴趣，如果我具体说一下，在过去几个月里在世界各地引起轰动的一个容器项目是Docker，它引发了一些回响，认为云计算环境应该放弃虚拟机（VM），并将其替换为容器，因为它们的开销更低，性能可能更好。

但最大的问题是，它可行吗？，这明智吗？

a.LXC的作用域是Linux的一个实例。它可能是不同风格的Linux（例如CentOS主机上的Ubuntu容器，但它仍然是Linux。）类似地，如果我们查看VM，基于Windows的容器现在被限定为Windows的一个实例，它们的范围非常广，并且使用管理程序，您不限于操作系统Linux或Windows。

b.与虚拟机相比，LXC开销低，性能更好。基于LXC技术构建的工具，即Docker，为开发人员提供了运行应用程序的平台，同时也为运营人员提供了一个工具，允许他们在生产服务器或数据中心上部署相同的容器。它试图让运行应用程序、启动和测试应用程序的开发人员与部署该应用程序的操作人员之间的体验无缝衔接，因为这是所有摩擦的所在，DevOps的目的是打破这些孤岛。

因此，最好的方法是云基础设施提供商应该提倡适当使用VM和LXC，因为它们都适合处理特定的工作负载和场景。

到目前为止，放弃虚拟机并不现实。因此，VM和LXC都有各自的存在和重要性。

资料来源：Kubernetes in Action。

对于虚拟机，我们有一台服务器，在该服务器上有一个主机操作系统，然后我们有一个管理程序。然后在该虚拟机管理程序之上运行，我们在该服务器上有任意数量的来宾操作系统，其中包含应用程序及其从属二进制文件和库。它带来了一个完整的客户操作系统，非常重量级。此外，您可以在每个物理机器上实际投入多少也是有限制的。

另一方面，Docker容器略有不同。我们有服务器。我们有主机操作系统。但在本例中，我们使用的是Docker引擎，而不是管理程序。在这种情况下，我们并没有带来一个完整的客户操作系统。我们带来了一个非常薄的操作系统层，容器可以与主机操作系统进行对话，以获得那里的内核功能。这使得我们可以拥有一个非常轻的容器。

它所包含的只有应用程序代码以及所需的任何二进制文件和库。如果您希望这些二进制文件和库也可以在不同的容器中共享。这使我们能够做的事情有很多。它们的启动时间要快得多。你不能像那样在几秒钟内建立一个虚拟机。同样地，也要尽快地把它们取下来。。所以我们可以很快地放大和缩小，稍后我们将对此进行研究。

每个容器都认为它在自己的操作系统副本上运行。它有自己的文件系统，自己的注册表等等，这是一种谎言。它实际上是虚拟化的。

了解虚拟化和容器如何在低级别上工作可能会有所帮助。这将澄清很多事情。

注意：我在下面的描述中简化了一点。有关详细信息，请参阅参考文献。

虚拟化如何在低级别工作？

在这种情况下，VM管理器接管CPU环0（或较新CPU中的“根模式”），并拦截来宾操作系统发出的所有特权调用，以产生来宾操作系统拥有自己硬件的错觉。有趣的事实：在1998年之前，人们认为在x86架构上实现这一点是不可能的，因为没有办法进行这种拦截。VMware的员工是第一个有想法重写内存中的可执行字节以供来宾操作系统的特权调用来实现这一点的人。

其净效果是虚拟化允许您在同一硬件上运行两个完全不同的操作系统。每个来宾操作系统都要经过引导、加载内核等所有过程。例如，来宾操作系统无法完全访问主机操作系统或其他来宾操作系统，从而造成混乱。

容器如何在低液位下工作？

2006年左右，包括谷歌员工在内的一些人实现了一个名为名称空间的新内核级功能（然而，这个想法早就存在于FreeBSD中）。操作系统的一个功能是允许在进程之间共享网络和磁盘等全局资源。如果这些全局资源被包装在命名空间中，以便它们只对在同一命名空间中运行的那些进程可见，该怎么办？例如，您可以获取一块磁盘并将其放在命名空间X中，然后在命名空间Y中运行的进程无法看到或访问它。同样，命名空间X中的进程无法访问分配给命名空间Y的内存中的任何内容。当然，X中的程序无法看到或与命名空间Y中的进程对话。这为全局资源提供了一种虚拟化和隔离。Docker是这样工作的：每个容器都在自己的命名空间中运行，但使用与所有其他容器完全相同的内核。之所以发生隔离，是因为内核知道分配给进程的命名空间，并且在API调用期间，它确保进程只能访问自己命名空间中的资源。

容器与虚拟机的局限性现在应该很明显：你不能像虚拟机那样在容器中运行完全不同的操作系统。但是，您可以运行不同的Linux发行版，因为它们共享相同的内核。隔离级别不如VM中的隔离级别强。事实上，在早期的实现中，“来宾”容器可以接管主机。您还可以看到，当您加载一个新容器时，OS的整个新副本并不像在VM中那样启动。所有容器共享同一内核。这就是为什么集装箱重量轻。与VM不同的是，您不必为容器预先分配大量内存，因为我们没有运行新的OS副本。这允许在一个操作系统上运行数千个容器，同时对它们进行装箱，如果我们在它们自己的VM中运行操作系统的单独副本，这可能是不可能的。