编辑“︁容器技术”︁

'''容器技术'''是一种操作系统级的虚拟化技术，允许应用程序及其依赖项在隔离的环境中运行。与传统的[[虚拟机]]相比，容器更加轻量级，因为它们共享主机操作系统内核，而不需要为每个应用程序运行完整的操作系统。

== 概述 ==
容器技术通过将应用程序与其运行环境打包在一起，解决了"在我机器上能运行"的问题。容器包含了运行应用程序所需的所有内容：代码、运行时、系统工具、系统库和设置。

容器技术的主要特点包括：
* '''隔离性''' - 每个容器运行在独立的用户空间
* '''可移植性''' - 容器可以在任何支持容器运行时的环境中运行
* '''高效性''' - 容器共享主机操作系统内核，资源开销小
* '''一致性''' - 开发、测试和生产环境保持一致

== 核心技术 ==
=== 命名空间（Namespaces） ===
命名空间是Linux内核提供的隔离机制，容器技术利用命名空间实现以下资源的隔离：
* PID命名空间 - 进程隔离
* NET命名空间 - 网络隔离
* IPC命名空间 - 进程间通信隔离
* MNT命名空间 - 文件系统挂载点隔离
* UTS命名空间 - 主机名和域名隔离
* User命名空间 - 用户和用户组隔离

=== 控制组（cgroups） ===
控制组是Linux内核功能，用于限制、记录和隔离进程组的资源使用（CPU、内存、磁盘I/O等）。

=== 联合文件系统（UnionFS） ===
联合文件系统允许不同文件系统的内容透明叠加，形成单一的文件系统视图。这是容器镜像分层存储的基础。

== 容器运行时 ==
容器运行时是负责运行容器的软件组件，主要分为：
* '''低级运行时''' - 直接与操作系统交互（如[[runc]]、[[crun]]）
* '''高级运行时''' - 提供更多功能（如[[containerd]]、[[CRI-O]]）

== 容器编排 ==
容器编排系统用于管理大规模容器集群，主要功能包括：
* 调度
* 扩展
* 负载均衡
* 服务发现

常见的容器编排系统包括：
* [[Kubernetes (k8s)]]
* [[Docker Swarm]]
* [[Apache Mesos]]

== 容器镜像 ==
容器镜像是容器的静态模板，包含运行应用程序所需的所有文件和元数据。镜像通常采用分层存储结构，便于共享和复用。

创建自定义镜像的Dockerfile示例：
<syntaxhighlight lang="dockerfile">
# 基于官方Python镜像
FROM python:3.9-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制依赖文件
COPY requirements.txt .

# 安装依赖
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# 复制应用代码
COPY . .

# 暴露端口
EXPOSE 5000

# 定义启动命令
CMD ["python", "app.py"]
</syntaxhighlight>

构建镜像命令：
<syntaxhighlight lang="bash">
docker build -t my-python-app .
</syntaxhighlight>

== 安全考虑 ==
容器安全需要注意以下方面：
* 容器逃逸防护
* 镜像来源可信
* 最小权限原则
* 资源限制
* 网络隔离

安全最佳实践示例：
<syntaxhighlight lang="bash">
# 以非root用户运行容器
docker run -u 1000 my-app

# 限制内存使用
docker run -m 512m my-app

# 只读文件系统
docker run --read-only my-app
</syntaxhighlight>

== 性能监控 ==
容器性能监控工具包括：
* [[cAdvisor]] - 容器资源使用和性能监控
* [[Prometheus]] - 监控系统和时间序列数据库
* [[Grafana]] - 监控数据可视化

== 应用场景 ==
=== 微服务架构 ===
容器是[[微服务]]架构的理想载体，每个服务可以独立部署和扩展。

=== 持续集成/持续部署 ===
容器确保[[CI/CD]]流程中环境的一致性，简化部署流程。

=== 混合云部署 ===
容器的可移植性使其适合跨云平台部署。

== 与其他技术比较 ==
{| class="wikitable"
|-
! 特性 !! 容器 !! 虚拟机
|-
| 启动时间 || 秒级 || 分钟级
|-
| 性能开销 || 低（1-5%） || 高（15-20%）
|-
| 隔离性 || 进程级 || 硬件级
|-
| 镜像大小 || MB级 || GB级
|-
| 密度 || 高 || 低
|}

== 未来发展趋势 ==
* 无服务器容器
* 边缘计算中的容器
* 更细粒度的安全控制
* 容器与AI/ML工作流的集成

== 参见 ==
* [[Docker]] - 流行的容器平台
* [[Kubernetes (k8s)]] - 容器编排系统
* [[微服务]] - 常见容器应用场景
* [[CI/CD]] - 持续集成/持续部署
* [[云计算]] - 容器的重要应用领域

== 参考资料 ==
{{Reflist}}

[[Category:容器技术]]
[[Category:虚拟化技术]]
[[Category:云计算]]
[[Category:软件开发工具]]