虛擬化
虛擬化（virtualization）技術是一個通用的概念，在不同領域有不同的理解。在計算領域，一般指的是計算虛擬化（computing virtualization），或通常說的服務器虛擬化。
維基百科上的定義如下：“在計算機技術中，虛擬化是一種資源管理技術，是將計算機的各種實體資源，如服務器、網絡、內存及存儲等，予以抽象、轉換後呈現出來，打破實體結構間的不可切割的障礙，使用戶可以用比原本的組態更好的方式來應用這些資源。”
可見，虛擬化的核心是對資源的抽象，目標往往是爲了在同一個主機上同時運行多個系統或應用，從而提高系統資源的利用率，並且帶來降低成本、方便管理和容錯容災等好處。
從大類上分，虛擬化技術可分爲基於硬件的虛擬化和基於軟件的虛擬化。
基於軟件的虛擬化從對象所在的層次，又可以分爲應用虛擬化和平臺虛擬化（通常說的虛擬機技術即屬於這個範疇）。前者一般指的是一些模擬設備或諸如Wine這樣的軟件，後者又可以細分爲幾個子類：
- 完全虛擬化：虛擬機模擬完整的底層硬件環境和特權指令的執行過程，客戶操作系統無須進行修改。例如IBM p和z系列的虛擬化、VMware Workstation、VirtualBox、QEMU等；
- 硬件輔助虛擬化：利用硬件（主要是CPU）輔助支持（目前x86體系結構上可用的硬件輔助虛擬化技術包括Intel-VT和AMD-V）處理敏感指令來實現完全虛擬化的功能，客戶操作系統無須修改，例如VMware Workstation, Xen, KVM；
- 部分虛擬化：只針對部分硬件資源進行虛擬化，客戶操作系統需要進行修改。現在有些虛擬化技術的早期版本僅支持部分虛擬化；
- 超虛擬化（paravirtualization）：部分硬件接口以軟件的形式提供給客戶機操作系統，客戶操作系統需要進行修改，例如早期的Xen；
- 操作系統級虛擬化：內核通過創建多個虛擬的操作系統實例（內核和庫）來隔離不同的進程。容器相關技術即在這個範疇。
可見，Docker以及其他容器技術都屬於操作系統虛擬化這個範疇，操作系統虛擬化最大的特點就是不需要額外的supervisor支持。Docker虛擬化方式之所以有衆多優勢，跟操作系統虛擬化技術自身的設計和實現是分不開的。
傳統方式是在硬件層面實現虛擬化，需要有額外的虛擬機管理應用和虛擬機操作系統層。Docker容器是在操作系統層面上實現虛擬化，直接複用本地主機的操作系統，因此更加輕量級。
Docker
Docker的構想是要實現“Build, Ship and Run Any App, Anywhere”，即通過對應用的封裝（Packaging）、分發（Distribution）、部署（Deployment）、運行（Runtime）生命週期進行管理，達到應用組件級別的“一次封裝，到處運行”。這裏的應用組件，既可以是一個Web應用、一個編譯環境，也可以是一套數據庫平臺服務，甚至是一個操作系統或集羣。
基於Linux平臺上的多項開源技術，Docker提供了高效、敏捷和輕量級的容器方案，並支持部署到本地環境和多種主流雲平臺。可以說，Docker首次爲應用的開發、運行和部署提供了“一站式”的實用解決方案。
IBM DeveloperWorks網站關於容器技術的描述十分準確：“容器有效地將由單個操作系統管理的資源劃分到孤立的組中，以更好地在孤立的組之間平衡有衝突的資源使用需求。與虛擬化相比，這樣既不需要指令級模擬，也不需要即時編譯。容器可以在覈心CPU本地運行指令，而不需要任何專門的解釋機制。此外，也避免了準虛擬化（para-virtualization）和系統調用替換中的複雜性。”
簡單地講，可以將Docker容器理解爲一種輕量級的沙盒（sandbox）。每個容器內運行着一個應用，不同的容器相互隔離，容器之間也可以通過網絡互相通信。容器的創建和停止十分快速，幾乎跟創建和終止原生應用一致；另外，容器自身對系統資源的額外需求也十分有限，遠遠低於傳統虛擬機。很多時候，甚至直接把容器當作應用本身也沒有任何問題。
那Docker和虛擬機有哪些區別呢？
Docker與虛擬機
作爲一種輕量級的虛擬化方式，Docker在運行應用上跟傳統的虛擬機方式相比具有如下顯著優勢：
- Docker容器很快，啓動和停止可以在秒級實現，這相比傳統的虛擬機方式（數分鐘）要快得多；
- Docker容器對系統資源需求很少，一臺主機上可以同時運行數千個Docker容器（在IBM服務器上已經實現了同時運行10K量級的容器實例）；
- Docker通過類似Git設計理念的操作來方便用戶獲取、分發和更新應用鏡像，存儲複用，增量更新；
- Docker通過Dockerfile支持靈活的自動化創建和部署機制，以提高工作效率，並標準化流程。
Docker容器除了運行其中的應用外，基本不消耗額外的系統資源，在保證應用性能的同時，儘量減小系統開銷。傳統虛擬機方式運行N個不同的應用就要啓用N個虛擬機（每個虛擬機需要單獨分配獨佔的內存、磁盤等資源），而Docker只需要啓動N個隔離得“很薄的”容器，並將應用放進容器內即可。應用獲得的是接近原生的運行性能。
使用Docker容器技術與傳統虛擬機技術的各種特性，可見容器技術在很多應用場景下都具有巨大的優勢(如下圖所示）:
參考書籍《Docker技術入門與實踐（第三版）》
個人github賬號：https://github.com/SpecialAll