隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的出現(xiàn)，該領(lǐng)域的先鋒公司現(xiàn)在正在尋找容器，以將DevOps的優(yōu)勢擴展到嵌入式開發(fā)系統(tǒng)的獨特需求。隨著企業(yè)希望擴大其物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的能力，流行的容器技術(shù)如LXC或Linux容器和Docker位居榜首。

容器簡史

容器作為虛擬機(VMs)的輕量級替代品得到普及。虛擬機是虛擬化硬件服務(wù)器，允許用戶在現(xiàn)有主機操作系統(tǒng)上安裝和運行來賓操作系統(tǒng)(OS)。這意味著在任何操作系統(tǒng)環(huán)境中開發(fā)的應(yīng)用程序都可以在任何系統(tǒng)上運行。

但是，虛擬機具有很高的開銷、維護成本和較大的映像大小，這可能會將資源過度分配給運行在虛擬機上的操作系統(tǒng)的每個實例。另一方面，容器是虛擬化的軟件環(huán)境，它將應(yīng)用程序的代碼及其依賴項打包，以便應(yīng)用程序可以在任何主機上單獨并行運行，并根據(jù)需要分配資源。

LXC和LXD–操作系統(tǒng)的容器化

容器技術(shù)于2001年通過Jacques Gélinas的LinuxVServer項目首次引入。這種早期形式的容器技術(shù)經(jīng)歷了幾次重新設(shè)計，例如添加了cgroup功能，允許在不需要啟動任何虛擬機的情況下限制和優(yōu)先排序資源(CPU、內(nèi)存、塊I/O、網(wǎng)絡(luò));以及名稱空間隔離功能，該功能允許完全隔離應(yīng)用程序?qū)Σ僮鳝h(huán)境的視圖，包括進(jìn)程樹、網(wǎng)絡(luò)、用戶ID和裝載的文件系統(tǒng)和名稱空間。

2008年，IBM工程師添加了一層用戶空間工具，以使嵌入式開發(fā)人員更喜歡該技術(shù)。

2014年，LXC 1.0版本通過利用現(xiàn)有的Linux技術(shù)(如seccomp和SELinux)進(jìn)一步解決了LXC的安全問題，以控制和防止惡意代碼從容器中溢出造成的DoS攻擊。

LXC容器的工作原理是采用操作系統(tǒng)級虛擬化，允許多個Linux虛擬環(huán)境在共享硬件和基于Linux的操作系統(tǒng)內(nèi)核上同時運行。這節(jié)省了開銷成本，并允許構(gòu)建應(yīng)用程序以跨多種設(shè)備類型使用。本質(zhì)上，LXC專注于系統(tǒng)和操作系統(tǒng)級的容器化，而這正是它們擅長的地方。

LXD–LXC容器的升級

LXD被描述為下一代系統(tǒng)容器。它通過可以連接到LXC庫的RESTAPI增強了系統(tǒng)級的容器化。它用Go編寫，創(chuàng)建了一個系統(tǒng)守護進(jìn)程，應(yīng)用程序通過HTTPS通過UNIX套接字訪問，進(jìn)一步擴展了分布式系統(tǒng)可移植性的可能性。LXD構(gòu)建在LXC之上，并通過內(nèi)核擴展其功能，而不是獨立于操作系統(tǒng)。它的行為非常類似于帶有虛擬機監(jiān)控程序的VM，但沒有資源開銷。

Docker–集裝箱化應(yīng)用程序

雖然Linux容器主要在系統(tǒng)級，但Docker的重點是應(yīng)用程序容器化。Docker于2013年推出，最初基于LXC，并添加了用戶友好的工具，以吸引嵌入式開發(fā)人員尋找大型虛擬機的替代品。最終，Docker通過開發(fā)自己的集裝箱化架構(gòu)與LXC有所不同。

Docker和LXC共享類似的安全和進(jìn)程隔離功能，確保運行的進(jìn)程不會過度利用資源。然而，它們實際上是非常不同的技術(shù)——每個Docker容器運行單個虛擬化應(yīng)用程序引擎，而LXC容器化系統(tǒng)或Linux操作系統(tǒng)用戶區(qū)的不同組件。

Docker容器打包單個應(yīng)用程序或應(yīng)用程序組件，而不是客戶操作系統(tǒng)，它有一個直接在主機操作系統(tǒng)上運行的Docker守護程序。此外，在嵌入式開發(fā)中，每個容器化應(yīng)用程序都是獨立運行的，不會影響主機中同時運行的任何其他應(yīng)用程序。