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云计算——虚拟化介绍

news 2025/11/5 8:55:35

一、云计算的起源

1.AWS 简介

  • 亚马逊的技术团队最早于2002年开始探索云计算的潜力，推出了亚马逊简单存储服务（S3），允许开发者在互联网上存储数据，并通过HTTP访问。2006年，亚马逊正式推出了Amazon Web Services。这一创新打破了传统IT基础设施的成本与管理局限，允许企业按需租用计算能力。
  • AWS的成功激发了更多公司进入云计算市场不仅促进了云计算的发展，也使得更多企业开始转向云服务，减少了传统IT基础设施的投资和运维成本，推动了“云优先”的发展趋势。通过AWS，亚马逊将云计算转变为一种标准化的商业服务，极大地推动了技术创新，改变了企业如何使用计算资源的方式。

2.什么是云计算

  • 云计算（Cloud Computing）是一种通过互联网提供计算资源的模式。它允许用户按需访问共享的计算资源（如服务器、存储、网络、数据库等），而不需要像传统方式那样拥有、维护或管理这些硬件和软件资源。

3.云计算的特征

  1. 按需自服务（On-demand self-service）
    用户可以根据需要动态地获得计算资源，如存储空间、计算能力等，而无需人工干预。用户可以随时、根据需求进行资源的扩展或缩减。

  2. 广泛的网络访问（Broad network access）
    云计算服务通过互联网提供，可以从任何支持网络的设备（如智能手机、笔记本电脑、桌面计算机等）访问。这种灵活性使得用户能够随时随地使用服务。

  3. 资源池化（Resource pooling）
    云服务商将多个用户的计算资源集中在共享的数据中心，通过虚拟化技术实现资源池化。资源可以根据需求动态分配给不同的客户，形成多租户模式。

  4. 弹性（Elasticity）
    云计算平台可以根据实际需求自动扩展或缩减计算资源。例如，某个网站在流量突然增加时，云平台可以自动增加计算和存储资源，反之则减少，从而提高效率，降低成本。

  5. 计量服务（Measured service）
    用户根据使用的资源量（如存储空间、计算时间等）付费。这种按需付费模式使得云计算非常具有成本效益，用户可以避免不必要的支出。

4.云计算的服务模型

云计算通常分为三个主要的服务模型：

  1. 基础设施即服务（IaaS, Infrastructure as a Service）
  2. 平台即服务（PaaS, Platform as a Service）
  3. 软件即服务（SaaS, Software as a Service）

具体图解：

二、Docker 简介

1.服务模型的特征

IAAS服务

  • 使用KVM（kernel-based virtual machine）创建和管理虚拟机——虚拟机个数较少
  • 使用openstack（VM管理平台）管理虚拟机——虚拟机较多

PAAS服务

  • 单个容器使用docker去实现

  • 多个容器使用容器编排（kubernetes[k8s]/ACK[阿里云]）

SAAS服务

  • 开箱即用，注册后就可以使用

2.Docker容器化技术

注：在容器化技术出现之前，应用部署通常需要部署在不同的环境中（开发、测试、语法、生产），容易产生各种各样的报错

（1）名词解释

  • 容器：应用在容器中运行（类似于虚拟机，是一个轻量级虚拟化）
  • 镜像：应用+依赖
  • 关联：做好镜像，让镜像运行起来，变成容器，使其可以运行在不同的环境中

（2）容器的特征和优点

  • 快速部署应用，快速启动，高效利用系统资源
  • 应用部署时不需要依赖底层操作系统环境，运行环境一致
  • 应用所有的依赖都被放在镜像中，迁移、维护和扩展更轻松
  • 方便持续交付和部署

（3）Docker基本实现原理

  • 资源隔离（name space）：命名空间，提供容器间的隔离
  • 资源限额（cgroup）：限制容器资源的使用上限
  • 分层存储（UFS）：联合文件系统，提供文件和镜像的存储

3.容器与虚拟机的区别

注：容器虚拟化的是操作系统而不是硬件，容器之间是共享同一套操作系统资源的。虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统。因此容器的隔离级别会稍低一些

4.Docker容器三要素

  • 镜像（image）—— 特殊的文件系统
  • 容器（container）—— 镜像运行时的实体
  • 仓库（repo）—— 集中存放镜像文件的地方

注：从仓库中下载镜像，运行镜像后得到容器，再将容器部署到操作系统环境当中

5.Docker架构

Docker 使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式，即可使用远程 API 来管理服务端和创建容器

6.Docker 常用命令

  • docker rm        删除容器        =        docker container rm
  • docker rmi        删除镜像        =       docker image rm
  • docker info        守护进程的系统资源设置
  • docker search        Docker仓库的查询
  • docker pull        Docker仓库的下载
  • docker ps        容器的查询
  • docker run        容器的创建启动
  • docker start/stop        容器的启动/停止
  • docker images        查看镜像

三、Docker 安装

注：Docker是用go语言写的，编译完成后的二进制文件

1.添加Docker仓库

# 安装 dnf-utils
[root@localhost ~]# dnf -y install dnf-utils
# 添加阿里云 Docker CE 仓库
[root@localhost ~]# dnf config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

注：docker发行版本，docker-ce是社区版，docker-ee是企业版

2.指定安装版本

注：在企业中经常指定安装版本

在线安装

# 查看所有版本
[root@localhost ~]# dnf list docker-ce --showduplicates | sort -r
# 安装
[root@localhost ~]# dnf install docker-ce-3:27.5.1 docker-ce-cli-1:27.5.1 containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin# docker-ce       服务端  docker daemon 
# docker-ce-cli   客户端  
# containerd.io   服务端 依赖  
# docker-buildx-plugin  插件 
# docker-compose-plugin 插件

离线安装

# 下载离线rpm包，不执行安装步骤
[root@localhost ~]# dnf download --resolve docker-ce-3:27.5.1 docker-ce-cli-1:27.5.1 containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin
# 在没有互联网的环境下安装rpm包
[root@localhost ~]# dnf localinstall *.rpm

注：在安装的时候容易出现两个客户端包，需要删掉其中一个

启动Docker

[root@localhost ~]# systemctl enable --now docker
# 查看当前版本
[root@localhost ~]# docker version
Client: Docker Engine - CommunityVersion:           27.5.1API version:       1.47Go version:        go1.22.11Git commit:        9f9e405Built:             Wed Jan 22 13:42:47 2025OS/Arch:           linux/amd64Context:           default

补充：二进制安装（仅限了解）

# 访问官网仓库 https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/ 下载二进制文件 
$ wget https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-27.5.1.tgz
$ tar xvf docker-27.5.1.tgz
$ mv docker/* /usr/bin/# 启动Docker服务
$ cat << EOF > /usr/lib/systemd/system/containerd.service
[Unit]
Description=containerd container runtime
Documentation=https://containerd.io
After=network.target local-fs.target[Service]
ExecStartPre=-/sbin/modprobe overlay
ExecStart=/usr/bin/containerdType=notify
Delegate=yes
KillMode=process
Restart=always
RestartSec=5
# Having non-zero Limit*s causes performance problems due to accounting overhead
# in the kernel. We recommend using cgroups to do container-local accounting.
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
LimitNOFILE=infinity
# Comment TasksMax if your systemd version does not supports it.
# Only systemd 226 and above support this version.
TasksMax=infinity
OOMScoreAdjust=-999[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF$ cat << EOF > /usr/lib/systemd/system/docker.service
[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target firewalld.service containerd.service
Wants=network-online.target
Requires=containerd.service[Service]
Type=notify
# the default is not to use systemd for cgroups because the delegate issues still
# exists and systemd currently does not support the cgroup feature set required
# for containers run by docker
ExecStart=/usr/bin/dockerd 
ExecReload=/bin/kill -s HUP 
TimeoutSec=0
RestartSec=2
Restart=always# Note that StartLimit* options were moved from "Service" to "Unit" in systemd 229.
# Both the old, and new location are accepted by systemd 229 and up, so using the old location
# to make them work for either version of systemd.
StartLimitBurst=3# Note that StartLimitInterval was renamed to StartLimitIntervalSec in systemd 230.
# Both the old, and new name are accepted by systemd 230 and up, so using the old name to make
# this option work for either version of systemd.
StartLimitInterval=60s# Having non-zero Limit*s causes performance problems due to accounting overhead
# in the kernel. We recommend using cgroups to do container-local accounting.
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity# Comment TasksMax if your systemd version does not support it.
# Only systemd 226 and above support this option.
TasksMax=infinity# set delegate yes so that systemd does not reset the cgroups of docker containers
Delegate=yes# kill only the docker process, not all processes in the cgroup
KillMode=process
OOMScoreAdjust=-500[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF$ systemctl daemon-reload
$ systemctl start containerd
$ systemctl start docker
$ systemctl enable containerd
$ systemctl enable docker
$ docker info

3.验证是否正确安装

[root@localhost ~]# docker run  ccr.ccs.tencentyun.com/chijinjing/hello-world:latest
[root@localhost ~]# docker run -it ccr.ccs.tencentyun.com/chijinjing/ubuntu:24.04 bash# 若使用以下两条拉取命令，需要镜像加速器
$ docker run hello-world
$ docker run -it ubuntu bash

补充：hello-world和ubuntu这两个镜像的地址（一个是阿里云，一个是腾讯云）

Hello-world:
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/xxhf/hello-world:latest
ccr.ccs.tencentyun.com/chijinjing/hello-world:latestUbuntu:
ccr.ccs.tencentyun.com/chijinjing/ubuntu:24.04
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/xxhf/ubuntu:22.04

4.配置镜像加速器

[root@localhost ~]# tee /etc/docker/daemon.json << 'EOF'
{"registry-mirrors": ["https://docker.1ms.run","https://docker.mybacc.com", "https://docker.m.daocloud.io","https://bkr5wo56.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
[root@localhost ~]# systemctl daemon-reload
[root@localhost ~]# systemctl restart docker

5.添加Docker镜像

语法：docker run [选项] 镜像 [命令] [参数...]

Docker镜像官网：https://hub.docker.com/（需要外网才能进去）

# 配置好镜像加速器
# 添加busybox工具箱
[root@localhost ~]# docker pull busybox
# 添加alpine，一个很小的Linux发行版本
[root@localhost ~]# docker pull alpine:3.22.2
# 添加rockylinux
[root@localhost ~]# docker pull rockylinux/rockylinux:9.4

6.基于镜像启动容器

# 在前台运行
[root@localhost ~]# docker run  -it rockylinux/rockylinux:9.4 bash
# 在后台运行
[root@localhost ~]# docker run  -d  nginx:1.22.1
[root@localhost ~]# docker run  -d  nginx:1.22.1
10e9001f1f45def17ee442df416b6ea15cf9600b075ba372f2d0c3088f760fbc[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                   CREATED          STATUS          PORTS     NAMES
10e9001f1f45   nginx:1.22.1   "/docker-entrypoint.…"   13 seconds ago   Up 12 seconds   80/tcp    vigorous_napier

http://www.dtcms.com/a/569211.html

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