docker和虚拟机的区别
本文参考自：
https://clsn.io/clsn/lx1473.html
「Docker进阶与实战」– 华为Docker实践小组 著
docker实际上是对cgroup，namespace，lxc的封装。仅仅是进程本身跟其他进程的隔离，完全是通过软件层面来实现的。
因为仅仅是多开个进程，因此一个服务器就可以开几十个上百个docker容器都没有问题，无非就是多点进程，如果都不是费IO的，那应该都可以。
而且docker可以做到秒级的启动。毕竟就跟平时启动进程没多大区别。
那这里好像都是docker的优势，那缺点必然伴随而来。那就是docker并不是完整的操作系统，不能像虚拟机那样做到对资源的彻底隔离。
那再说下虚拟化，老人肯定知道以前要安装虚拟机是不是还要查下自己CPU的指令集是否支持，特别是2005年前后的时候。 Intel CPU 的 vmx 或者 AMD CPU 的 svm
1 | egrep "(vmx|svm)" /proc/cpuinfo |
但是我们知道虚拟化在更早的时候其实就已经出现了，可为什么到了2005年前后才会在cpu上有这些指令集扩展呢？
看看xen是从2003年开始发展起来的，而vmware更是1999年就开始了。
那之前是这些虚拟软件是如何工作的呢?
要搞清楚这个就需要先弄明白计算机是如何工作的。
就跟图里看到这里分了ring0,ring1,ring2,ring3,
其中ring0就是内核了，ring1，ring2就是驱动。ring3就是外部应用程序了。
ring0是指CPU的运行级别，ring0是最高级别，ring1次之，ring2更次之…… 拿Linux+x86来说， 操作系统（内核）的代码运行在最高运行级别ring0上，
可以使用特权指令，控制中断、修改页表、访问设备等等。 应用程序的代码运行在最低运行级别上ring3上，不能做受控操作。
如果要做，比如要访问磁盘，写文件，那就要通过执行系统调用（函数），执行系统调用的时候，CPU的运行级别会发生从ring3到ring0的切换，
并跳转到系统调用对应的内核代码位置执行，这样内核就为你完成了设备访问，完成之后再从ring0返回ring3。这个过程也称作用户态和内核态的切换。
那么，虚拟化在这里就遇到了一个难题，因为宿主操作系统是工作在ring0的，客户操作系统就不能也在ring0了，但是它不知道这一点，
以前执行什么指令，现在还是执行什么指令，那肯定不行啊，没权限啊，玩不转啊。
因此全虚拟化就是：
VMM在ring0上，一般以驱动程序的形式体现，驱动程序都是工作在ring0上，否则驱动不了设备。 一般是这样做，客户操作系统执行特权指令时，
会触发异常（CPU机制，没权限的指令，触发异常），然后VMM捕获这个异常，在异常里面做翻译，模拟，最后返回到客户操作系统内，
客户操作系统认为自己的特权指令工作正常，继续运行。但是这个性能损耗，就非常的大，你想想原来，简单的一条指令，执行完，了事，现在却要通过复杂的异常处理过程。
而半虚拟化就是：
半虚拟化的思想就是，让客户操作系统知道自己是在虚拟机上跑的，工作在非ring0状态，那么它原先在物理机上执行的一些特权指令，就会修改成其他方式，
这种方式是可以和VMM约定好的，这就相当于，我通过修改代码把操作系统移植到一种新的架构上来，就是定制化。
所以像XEN这种半虚拟化技术，客户机操作系统都是有一个专门的定制内核版本，和x86、mips、arm这些内核版本等价。
这样以来，就不会有捕获异常、翻译、模拟的过程了，性能损耗非常低。这就是XEN这种半虚拟化架构的优势。这也是为什么XEN只支持虚拟化Linux，无法虚拟化windows原因，微软不改代码啊。
而后面硬件也支持虚拟化后就带来了新的变化
CPU厂商，开始支持虚拟化了，情况有发生变化，拿X86 CPU来说，引入了Intel-VT 技术，支持Intel-VT 的CPU，有VMX root operation 和 VMX non-root operation两种模式，
两种模式都支持Ring 0 ~ Ring 3 这 4 个运行级别。这下好了，VMM可以运行在VMX root operation模式下，客户OS运行在VMX non-root operation模式下。
也就说，硬件这层做了些区分，这样全虚拟化下，有些靠“捕获异常-翻译-模拟”的实现就不需要了。
而且CPU厂商，支持虚拟化的力度越来越大，靠硬件辅助的全虚拟化技术的性能逐渐逼近半虚拟化，再加上全虚拟化不需要修改客户操作系统这一优势，全虚拟化技术应该是未来的发展趋势。
想起2011年跟TJ同学两个人搞xen半虚拟化搞了很久，从编译内核都一点点来。对于性能有所下降也认了，然后当时问题是在磁盘格式上raw和qcow2纠结了很多。
而从现在看来xen基本上是被淘汰了，各家云厂商基本上都转到了kvm上了，xenapp这种只能自己内部玩玩。而其原因我们就后面再讨论下。