所属章节：
第14章. 云原生架构设计理论与实践
第3节 云原生架构相关技术
14.3.1 容器技术
1. 容器技术的背景与价值
容器作为标准化软件单元，它将应用及其所有依赖打包，使应用不再受环境限制，在不同计算环境间快速、可靠地运行。容器部署模式与其它模式的比较如图14-3所示：
虽然2008年Linux提供了cgroups资源管理机制、Linux Name Space视图隔离方案，让应用得以运行在独立沙箱环境中，避免相互间冲突与影响。但直到Docker容器引擎的开源，才很大程度上降低了容器技术的使用复杂性，加速了容器技术普及。Docker容器基于操作系统虚拟化技术，共享操作系统内核、轻量、没有资源消耗、秒级启动，极大提升了系统的应用部署密度和弹性。更重要的是，Docker提出了创新的应用打包规范——Docker镜像，解耦了应用与运行环境，使应用可以在不同计算机环境一致、可靠地运行。借助容器技术呈现了一个优雅的抽象场景：让开发所需要的灵活性、开放性和运维所关注的标准化、自动化达到相对平衡。容器镜像迅速成为了应用分发的工业标准。
随后开源的Kubernetes，凭借优秀的开放性、可扩展性以及活跃开发者社区，在容器编排之战中脱颖而出，成为分布式资源调度和自动化运维的事实标准。Kubernetes屏蔽了IaaS层基础架构的差异并凭借优良的可移植性，帮助应用一致地运行在包数据中心、云、边缘计算在内的不同环境。企业可以通过Kubernetes，结合自身业务特征来设计自身云架构，从而更好地支持多云/混合云，免去被厂商锁定的顾虑。伴随着容器技术逐步标准化，进一步促进了容器生态的分工和协同。基于Kubernetes，生态社区开始构建上层的业务抽象，比如服务网格Istio、机器学习平台Kubeflow、无服务器应用框架Knative等。
在过去几年，容器技术获得了越发广泛的应用的同时，三个核心价值最受用户关注：
（1）敏捷弹性可移植性容器技术提升企业IT架构敏捷性的同时，让业务迭代更加迅捷，为创新探索提供了坚实的技术保障。比如疫情期间，教育、视频、公共健康等行业的在线化需求突现爆发性高速增长，很多企业通过容器技术适时把握了突如其来的业务快速增长机遇。据统计，使用容器技术可以获得3~10倍交付效率提升，这意味着企业可以更快速地迭代产品、更低成本进行业务试错。
（2）在互联网时代，企业IT系统经常需要面对促销活动、突发事件等各种预期内外的爆发性流量增长。通过容器技术，企业可以充分发挥云计算弹性优势，降低运维成本。一般而言，借助容器技术，企业可以通过部署密度提升和弹性降低50%的计算成本。以在线教育行业为例，面对疫情之下指数级增长的流量，教育信息化应用工具提供商希沃（Seewo）利用阿里云容器服务ACK和弹性容器实例ECI大大满足了快速扩容的迫切需求，为数十万名老师提供了良好的在线授课环境，帮助百万学生进行在线学习。
（3）容器已经成为应用分发和交付的标准技术，将应用与底层环境进行解耦。Kubernetes成为资源调度和编排的标准，屏蔽了底层架构差异性，帮助应用平滑运行在不同基础设施上。CNCF云原生计算基金会推出了Kubernetes一致性认证，进一步保障了不同K8s实现的兼容性，这也让企业愿意采用容器技术来构建云时代应用基础设施。
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