Docker 和虚拟机的一些对比 [翻译]

本文翻译自：《Docker: Git for deployment -- Scout》，个人感觉它的内容和标题不对，所以就没有直译过来，要是我理解错了请帮忙纠正。

我听说了 Docker 多么令人惊叹，但是它并没有征服我的心，直到我提出一个实际的问题：【如果 Scout 使用 Docker 来部署，它会让我们的部署变得更顺利吗？】

以下是三个案例：

高效地模拟线上环境

我们线上有 16 台服务器，如果我尝试在本地使用 VirtualBox 配置每个实例 512 MB内存，那么它将占用我笔记本的两倍内存（说明他笔记本只有 4G 内存），VirtualBox 需要有许多多余的开支来管理每个子操作系统，Docker 在这方面是不一样的——容器共享同一个操作系统，更有可能是同样的二进制包文件和库文件，它可以运行在一台 Docker 主机上运行好几百个容器。

老方法

我不能在本地完全地模拟线上环境，让我们来看一下通过 Vagrant 启动一台机器需要花多久：

$ time vagrant up
Bringing machine 'default' up with 'virtualbox' provider...
[default] Importing base box 'squeeze64-ruby193'...
...
[default] Booting VM...
[default] Waiting for VM to boot. This can take a few minutes.
...

real  1m32.052s

启动一个镜像需要一分半钟，如果我需要修改一个配置文件并检测是否能够正常工作，那么需要重启镜像，那又是可怕的一分半钟。

如果你配置的有错，那将是一个残忍的惩罚。（每次修改就需要一分半钟才能看到结果）

使用 Docker 后

能想像 Docker 有多轻便吗？当你在 Docker 容器里面运行程序，你甚至可能不会注意到他们不是直接在主机上运行的，在下面的例子中，我从标记的 "rails" 镜像中启动一个 Docker 容器来运行 Rails 应用（Dockerfile）：

root@precise64:~# docker run rails
2013-08-26 20:21:14,600 CRIT Supervisor running as root (no user in config file)
2013-08-26 20:21:14,603 WARN Included extra file "/srv/docker-rails/Supervisorfile" during parsing
2013-08-26 20:21:14,736 INFO RPC interface 'supervisor' initialized
2013-08-26 20:21:14,740 CRIT Server 'unix_http_server' running without any HTTP authentication checking
2013-08-26 20:21:14,754 INFO supervisord started with pid 1
2013-08-26 20:21:15,783 INFO spawned: 'rails' with pid 10
2013-08-26 20:21:16,841 INFO success: rails entered RUNNING state, process has stayed up for > than 1 seconds (startsecs)

只需要两秒钟就完成了容器的启动和 supervisor 的启动（用来启动 Rails 应用的管理程序）

总之，Docker 能够让你在测试机上完全地模拟线上环境，它是如此的简单，让我可以真正地进行全站测试了。

更简单快速地创建镜像

传统方法

如果你用脚本从一个基本的镜像创建一个虚拟机镜像（例如：在 Ubuntu 上创建 Rails stack），若想把这个都做的正确是非常痛苦的，除非你经常的在做这个，看看安装 Ruby 依赖的一些信息吧：

$ time apt-get install -y -q ruby1.9.1 ruby1.9.1-dev rubygems1.9.1 irb1.9.1 build-essential libopenssl-ruby1.9.1 libssl-dev zlib1g-dev
Reading package lists...
Building dependency tree...
The following extra packages will be installed:
....
Setting up libalgorithm-merge-perl (0.08-2) ...
Processing triggers for libc-bin ...
ldconfig deferred processing now taking place

real 1m22.470s

然后，尝试去安装 NodeJS 的依赖，但是你忘记了添加 Node 到 apt 库中

$apt-get install -y nodejs
...
E: Unable to locate package nodejs

等你把这个问题解决了，想在新的基本镜像上运行你的脚本。
你需要重新安装 Ruby，还需要在安装 Node 之前，忍受不必要的 82 秒时间，真是痛苦至极。

使用 Docker 的方式

把创建镜像的步骤写入到 Dockerfile 文件中，看懂 Dockerfile 非常容易，因为里面就是你输入的命令，第一次安装 Ruby 不会比其它方式快，但是请看我们再次通过 Dockerfile 创建一个镜像：

FROM ubuntu:12.04
RUN apt-get update

## MYSQL
RUN apt-get install -y -q mysql-client libmysqlclient-dev

## RUBY
RUN apt-get install -y -q ruby1.9.1 ruby1.9.1-dev rubygems1.9.1 irb1.9.1 build-essential libopenssl-ruby1.9.1 libssl-dev zlib1g-dev

root@precise64:/# time docker build -t="dlite/appserver" .
Uploading context 92160 bytes
Step 1 : FROM ubuntu:12.04
 ---> 8dbd9e392a96
Step 2 : RUN apt-get update
 ---> Using cache
 ---> b55e9ee7b959
Step 3 : RUN apt-get install -y -q mysql-client libmysqlclient-dev
 ---> Using cache
 ---> dc92be6158b0
Step 4 : RUN apt-get install -y -q ruby1.9.1 ruby1.9.1-dev rubygems1.9.1 irb1.9.1 build-essential libopenssl-ruby1.9.1 libssl-dev zlib1g-dev
 ---> Using cache
 ---> 7038022227c0
Successfully built 7038022227c0

real    0m0.848s

哇哦，为什么安装 Ruby 连一秒都不到？ 看那些 Keys (例如：dc92be6158b0 )，Docker 不会重新运行 Dockerfile 中的每一行命令，会检查那是不是已经运行过的命令，是的话直接从缓存中取回对文件的修改。
做的如此神奇，是因为 Docker 使用了 AuFS 文件系统（union file system）

总之，Docker 让我们反复地创建一个镜像不再那么痛苦，对于已经成功的后面就不需要再等了。I'm not perfect and Docker doesn't punish me when I make mistakes.

部署镜像，不更新基础设施

传统的做法

Scout和其它部署一样，很长的时间在运行虚拟机，使用 Puppet 来更新所有的基础设施，但是经常会非常的痛苦。

如果我们部署更新到我们的栈，Puppet 会在每台虚拟机运行更新，这会花去许多的时间——即使是一个小小的改变，Puppet 需要检查所其它所有的都检查一遍。在部署的时间会出问题：如果我们安装 Memcached 时网络有点问题，apt-get install memcached 就会执行失败。

回滚到主要的改变通过不会像我们想像的那么平稳，（例如更新 Ruby 的版本）
这些总是并不是 Puppet 的问题， Puppet 和 Chef 是一个工具，当你要在一直运行的多台虚拟机上运行命令时，它会给你到多台机器上去运行，可以节省许多时间。

Docker 的做法

部署镜像——不修改已经存在的虚拟机，你会 100% 有确定在本地可以运行的，在生产环境也能运行。

镜像非常地大是吗？在 Docker 上不是这样的，请记住容器不会运行在宿主机上，它使用 union file system，当我们改变一个镜像，我们只需要新的一层。（说的好高大上，完全听不懂，后面可以看看 union file system 为何如此强大）

例如，在应用服务器上安装 Memcached，创建一个新的镜像，然后给它打上一个 tag 叫 dlite/appserver-memcached，它是基于 dlite/appserver 这个镜像的，dlite 是我在 index.docker.io 上的用户名。

root@precise64:/# time docker build -t="dlite/appserver-memcached" .
Uploading context 92160 bytes
Step 1 : FROM appserver
 ---> 8dbd9e392a96
Step 2 : RUN apt-get update
 ---> Using cache
 ---> b55e9ee7b959
Step 3 : RUN apt-get install -y -q memcached
 ---> Running in 2a2a689daee3
Reading package lists...
Building dependency tree...
...
Starting memcached: memcached.
Processing triggers for libc-bin ...
ldconfig deferred processing now taking place
 ---> 2a2a689daee3
Successfully built 2a2a689daee3

real    0m13.289s
user    0m0.132s
sys 0m0.376s

只用了 13 秒就安装好了 Memcached，Dockerfile 在执行时会优先使用已经安装成功的缓存，这个速度我喜欢。。。

把刚才的操作提交到仓库

root@precise64:/# time docker push dlite/appserver-memcached
The push refers to a repository [dlite/appserver-memcached] (len: 1)
Processing checksums
Sending image list
Pushing repository dlite/appserver-memcached (1 tags)
Pushing 8dbd9e392a964056420e5d58ca5cc376ef18e2de93b5cc90e868a1bbc8318c1c
Image 8dbd9e392a964056420e5d58ca5cc376ef18e2de93b5cc90e868a1bbc8318c1c already pushed, skipping
...
Pushing tags for rev [ad8f8a3809afcf0e2cff1af93a8c29275a847609b05b20f7b6d2a5cbd32ff0d8] on {https://registry-1.docker.io/v1/repositories/dlite/appserver-memcached/tags/latest}

real    0m28.710s

在线上服务器把镜像下载下来

root@prod:/# time docker pull dlite/appserver-memcached
Pulling repository dlite/appserver-memcached
Pulling image ad8f8a3809afcf0e2cff1af93a8c29275a847609b05b20f7b6d2a5cbd32ff0d8 (latest) from dlite/appserver-memcached

real    0m15.749s

只用了 15 秒就把 dlite/appserver-memached 镜像下载下来了，镜像只有 10 MB 它使用 appserver 为基础镜像。

root@precise64:~# docker images
REPOSITORY            TAG                 ID                  CREATED             SIZE
appserver             latest              7038022227c0        3 days ago          78.66 MB (virtual 427.9 MB)
appserver-memcached   latest              77dc850dcccc        16 minutes ago      10.19 MB (virtual 438.1 MB)

我们不需要下载全部的镜像，只需要下载添加 Memcached 的改变就可以了。

大多数情况下，我们的修改非常的小，所以下载一个新的镜像会非常地快。

启动一个新的 Docker 容器很快，上传和下载一个新的镜像也很轻量。

与其在现有的虚拟机上弄的乱七八糟，不如启动一个新的容器，然后把旧的容器删除就好了。

令人情奇的（Mind blown!）
它意味着我们不需要去担心统一性，我们不会去修改现有的虚拟机，只是启动一个新的容器。那也意味着回滚也就是轻而易举的事！Memcached 挂了？直接停止使用 dlite/appserver-memcached 然后启动 dlite/appserver-memcached 的容器就好了。

不足之处

生态还不是很完善，对于分布式配置 / 协调和服务发现没有好的解决方案（那是博文以前，现在应该很不一样了，可参考：《腾讯Gaia：万台规模的Docker应用实践）》

我们如何做到新应用服务窗口启动了，自动更改 HAProxy 的 配置文件？

新的数据库容器启动了，应用服务器如何自动与数据库容器通信？

如何让不同主机的 Docker 窗口通信？

即将到来的 Flynn.io 将会解决这些问题，上面的问题将不再是问题（现在这些总是早就不是问题了， Docker 的生态圈已经非常完善，国内 DaoCloud 在这方面就是领头羊，正在使用它的加速。）

Docker 可以像 Git 一样部署

创建一个项目的时候，开发者可以去使用 Git 来提升性能和灵活性。 Git 鼓励实验新的东西，并且在你做错了不会给你带来很多的麻烦事：在一个分支去做你的实验，如果做遭了，只需要 git rebase 或 git reset， Git 可以很简单地就创建一个分支和推送一个分支。

Docker 鼓励实验操作，容器启动非常地快，创建一个镜像更是非常地快，使用别的镜像做为基本镜像也非常的容易，部署更个镜像非常地快，最后但同样重要的是，回滚也非常地方便。

快速 + 灵活 = 部署将会更快乐