概念

物理机:直接在物理服务器（带 CPU、内存、硬盘、网卡的硬件）上安装操作系统（如 CentOS、Windows Server），然后在系统上直接部署应用（如 Java 服务、MySQL），没有任何虚拟化 / 隔离层。

虚拟化:在物理机硬件和操作系统之间，加一层 “虚拟化层（Hypervisor）”，把一台物理机 “分割” 成多个独立的 “虚拟服务器（虚拟机）”，每个虚拟机有自己独立的操作系统、硬件资源（虚拟 CPU / 内存 / 硬盘），应用跑在虚拟机的系统里。

容器化:基于 Linux 内核的 Namespace（隔离）和 cgroups（限制）技术，在同一台物理机 / 虚拟机的操作系统内核上，创建多个 “容器”—— 每个容器是独立的运行环境，但共享宿主机的内核，无需单独安装操作系统，应用和依赖被打包在容器镜像里运行。

三者之间的对比:

维度	物理机	虚拟化(虚拟机)	容器化
隔离粒度	无隔离（整台机器）	操作系统级（虚拟机）	进程级（容器）
资源开销	无	10%-20%（Hypervisor+OS）	<5%（内核层）
启动速度	系统启动速度（分钟级）	虚拟机启动（分钟级）	秒级
资源分配	固定（整台机器）	预先分配（固定值）	动态分配（弹性）
镜像 / 模板	无	虚拟机模板（体积大）	容器镜像（体积小）
性能	最高	较高（略低于物理机）	接近物理机

用一个简单的例子来类比:

现在有一块地皮,开发商配置之后搭建了整块宅基地,而搭建的水电以及土地本身就是硬件,那么带上硬件的整块地皮就是物理机

开发商开始为这块地皮进行地块的划分,并打算在这些地块上搭建楼房,开发商搭建了很多楼栋,这些楼栋都分别分配了单独的物业管理人员和水电,此时这里的每一栋楼就是一台虚拟机

而楼栋中会分割出楼层以及独户,这里的独户共享这个楼栋的土地和水电系统,只不过每家每户都是独立的,互不影响,都有单独的门牌号,这里的每一个独户就是一个容器

虚拟化常见类别

虚拟机

存在于硬件层和操作系统层间的虚拟化技术。虚拟机通过“伪造”一个硬件抽象接口， 将一个操作系统以及操作系统层以上的层嫁接到硬件上，实现和真实物理机几乎一样 的功能。比如我们在一台 Windows 系统的电脑上使用 Android 虚拟机，就能够用这台 电脑打开 Android 系统上的应用。

容器

存在于操作系统层和函数库层之间的虚拟化技术。容器通过“伪造”操作系统的接口， 将函数库层以上的功能置于操作系统上。以 Docker 为例，其就是一个基于 Linux 操作 系统的 Namespace 和 Cgroup 功能实现的隔离容器，可以模拟操作系统的功能。简单 来说，如果虚拟机是把整个操作系统封装隔离，从而实现跨平台应用的话，那么容器 则是把一个个应用单独封装隔离，从而实现跨平台应用。所以容器体积比虚拟机小很 比特就业课 多，理论上占用资源更少。容器化就是应用程序级别的虚拟化技术。容器提供了将应 用程序的代码、运行时、系统工具、系统库和配置打包到一个实例中的标准方法。容 器共享一个内核（操作系统），它安装在硬件上。

JVM之类的虚拟机

存在于函数库层和应用程序之间的虚拟化技术。Java 虚拟机同样具有跨平台特性，所 谓跨平台特性实际上也就是虚拟化的功劳。我们知道 Java 语言是调用操作系统函数库 的，JVM 就是在应用层与函数库层之间建立一个抽象层，对下通过不同的版本适应不 同的操作系统函数库，对上提供统一的运行环境交给程序和开发者，使开发者能够调 用不同操作系统的函数库。

容器虚拟化实现

容器虚拟化，有别于主机虚拟化，是操作系统层的虚拟化。通过 namespace 进行各程 序的隔离，加上 cgroups 进行资源的控制，以此来进行虚拟化。

Namespace

namespace 是 Linux 内核用来隔离内核资源的方式。通过 namespace 可以让一些进 程只能看到与自己相关的一部分资源，而另外一些进程也只能看到与它们自己相关的 资源，这两拨进程根本就感觉不到对方的存在。具体的实现方式是把一个或多个进程 的相关资源指定在同一个 namespace 中。

基础命令

dd

# 需要注意的是, = 表示的是键值对,不能出现空格
dd [选项] if=输入源 of=输出目标 [bs=块大小] [count=块数]

参数(必选)	含义
if=输入源	输入文件名,默认为标准输入.即指定源文件
of=输出目标	输出文件名,默认为标准输出.即指定目的文件
bs=块大小	同时设置输入和输出的块大小,单位为字节
count=块数	输入和输出的块数量,即只拷贝n个块,文件总大小为:bs*count

其中.img是镜像文件

除了这些还有其他的可选参数

参数(可选)	含义
ibs=块大小	一次读取的字节数(块大小),优先于bs
obs=块大小	一次写入的块大小,优先于bs
skip=N	输入时,先跳过N个块才开始读取
seek=N	输出时,先跳过N个块才开始写入
oflag=direct	直接写入磁盘
iflag=direct	直接读取磁盘
conv=参数	用于数据转换

其中conv参数有以下十一种关键字

关键字	作用
conversion	用指定的参数转换文件
ascii	将ebcdic转为ascii
ebcdic	将ascii转换为ebcdic
ibm	将ascii转换为alternate ebcdic
block	将输入中的换行符（\n）转换为 “回车 + 换行”（\r\n），并按 ibs 对齐块
unblock	将输入中的 “回车 + 换行”（\r\n）转换为换行符（\n），取消块对齐
lcase	将大写字符全部转换为小写字符
ucase	将小写字符全部转换为大写字符
swab	交换每两个字节的顺序（字节序转换）
noerror	读取时遇到错误不终止，继续处理后续数据（仅跳过错误块）
notrunc	写入输出文件时，不截断文件原有内容（仅覆盖对应位置，剩余内容保留）
sync	为输入数据补充空字符（\0），使每个数据块大小对齐 ibs（输入块大小）

mkfs:磁盘分区格式化工具

mkfs [-V] [-t fstype] [fs -options] filesys [blocks]

参数	作用
-t fstype	指定要建立的文件系统类型,默认为ext2
-V	显示详细模式
fs -options	传递给具体的文件系统的参数
filesys	指定要创建的文件系统对应的设备文件名
blocks	指定文件系统的磁盘块数

df:查看磁盘空间使用情况

df [选项] [文件/目录/设备]

• 无参数：默认显示所有已挂载的文件系统（除特殊伪文件系统如 tmpfs）；

• 指定文件 / 目录：显示该文件 / 目录所在分区的空间信息；

• 指定设备：显示该设备（分区）的空间信息。

参数	作用
-a,--all	显示所有的文件系统,包含0blocks的
-h,--human-readable	使用人类可读的格式,1024格式
-H	也是人类可读,但是是1000格式
-t,--type=TYPE	限制列出文件系统的TYPE
-T,--print-type	显示文件系统的形式

mount:文件挂载

mount用于将格式化好的文件系统(磁盘分区)关联到 Linux 目录树的某个指定目录(挂载点),让操作系统能通过这个目录访问分区里的文件

Linux不会自动进行挂载,需要手动使用mount命令进行挂载

mount [-l]
mount [-t vfstype] [-o options] device dir

参数	作用
-l	显示已加载的文件系统列表
-t	加载文件系统类型支持常见的系统类型
-o options	主要用来描述设备或者档案的挂载方式 loop:用来把一个文件当成硬盘分区挂载上系统 ro:采用只读方式挂载设备 rw:采用读写方式挂载设备
device	要挂载的设备
dir	挂载点的目录

重新格式化

创建一个新文件,作为目标挂载点

挂载文件

unshare:创建隔离的 Linux 环境

主要是使用与父程序不共享的名称空间运行程序

unshare [option] program [arguments]

参数	作用
-i,--ipc	不共享IPC空间
-m,--mount	不共享mount空间
-n,--net	不共享Net空间
-p,--pid	不共享PID空间
-u,--uts	不共享UTS空间
-U,--user	不共享用户
-V,--version	版本查看
--fork	在创建新 Namespace 后，先 fork 一个子进程，再在这个子进程中执行指定的命令 / 启动 shell,因为新的 PID Namespace 必须由 “子进程” 来承载
--mount-proc	执行子进程之前,先将proc挂载过去