VMware 容器解決方案一覽

pcnewage 2017-02-15

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本文介紹了VMware最近宣布的兩項容器解決方案，分別是vIC（整合了vSphere的容器技術（vSphere Integrated Containers））和Photon平臺，并與現(xiàn)有方案進行了對比。

最近，VMware宣布了幾項關于容器的和如何構建云原生應用（cloud-native application）的技術和方案。這次公告的目標客戶是傳統(tǒng)的VMWare客戶，他們的特點是他們會關注Docker等新技術，同時對于離開可信的供應商又是比較謹慎的。vIC（整合了vSphere的容器技術（vSphere Integrated Containers））和Photon平臺給與了這些客戶一個機會來開始構建云原生應用。

然而，VMware提出的大量的新技術和新術語對于傳統(tǒng)的VMware管理員們、架構師們和顧問們帶來了新的挑戰(zhàn)。本篇博文嘗試搞清楚這些新的方案，并與現(xiàn)有方案進行對比。

vSphere Integrated Containers

第一個方案是vIC（整合了vSphere的容器技術（vSphere Integrated Containers）），這是VMware提出的一個進化的容器方案。根據(jù)VMware的介紹，vIC的理念是，容器本質上是"一個打包了依賴的、用于執(zhí)行的、存在于私有命名空間（private namespace）的、資源受限的二進制可執(zhí)行文件"，而容器宿主（container host）是“一個包含了必要的存儲和網絡架構的計算資源池，用于管理容器”。如果你接受這樣一個前提的話，那么是什么構成容器和容器宿主并不重要，只要開發(fā)者們可以使用類似Docker APIs這樣的標準容器APIs來訪問這些資源就可以了。

vIC是從Bonneville項目發(fā)展而來，它將容器技術解構成了若干基本能力，然后通過組合VMware的ESXi、Photon OS和Instant Clone等技術來替換這些能力。這個解決方案可以將傳統(tǒng)的vSphere架構和容器技術連接起來，使得VMware管理員使用熟悉的VMware工具（如vSphere）來管理這些特定類型的容器。

通過下面這張圖來對比一下Docker容器技術和vIC。

在vIC架構中，ESXi虛擬層（hypervisor）替代Linux服務器作為Docker容器的宿主機操作系統(tǒng)。為了替代Linux內核隔離機制來創(chuàng)建容器，如namepaces和cgroups，vIC借助了ESXi的硬件虛擬化機制來創(chuàng)建容器虛擬機（container VMs）。為了使傳統(tǒng)的vSphere虛擬機具備和Linux容器相匹配的啟動速度，vIC使用Photon OS的一個“微小版本”（pico version）作為VM，并創(chuàng)建一個0開銷的拷貝，稱為JeVM（Just enough VM）。JeVM是一種新型的容器VM，共享父虛擬機的內存。當內存頁發(fā)生改變的時候，寫時拷貝（copy-on-write）操作將為子虛擬機創(chuàng)建一個新的內存頁。每當一個新的容器創(chuàng)建時，都會重復這一過程。

vIC的其中一個優(yōu)勢是，可以使用現(xiàn)有的工具（如vCenter）來管理容器宿主機，原因是容器宿主機本質上就是一臺ESXi主機或者vSphere集群。這意味著vIC可以利用vSphere的高級功能，如HA、vMotion和分布式資源調度（Distributed Resource Scheduling）（DRS）。我們把這種抽象稱為虛擬容器宿主機（virtual container host）。VMware將VIH定義為“具有完全動態(tài)邊界的容器終結點（Container endpoint with completely dynamic boundaries）”，在這個邊界內，vSphere資源管理器處理容器如何放置，從而虛擬Docker宿主機可以是一個完整的vSphere集群，也可以是這個集群的一部分”。這對于有些人可能很容易混淆，我的理解是，DRS允許容器虛擬機可以在vSphere集群中的ESXi宿主機之間來回遷移。這樣一來，我們可以把托管傳統(tǒng)虛擬機的vSphere集群稱為虛擬的VM宿主機（virtual VM host）。

作為容器終結點，VIH機制向開發(fā)者暴露了Docker APIs，使得他們與vIC交互的方式和與基于Linux的Docker容器的交互方式是完全相同的。同時，VIH和vIC實例可以通過vSphere網頁客戶端管理，就像傳統(tǒng)的vSphere資源一樣。

來自VMware的Georg Hicken提供的這張幻燈片很好地做了總結：

Photon平臺

如果說vIC是針對從傳統(tǒng)虛擬機過渡到容器的客戶的解決方案，那么Photon平臺就是針對完全使用容器和Kubernetes、Mesos等容器管理工具的客戶的解決方案。Photon平臺被設計來提供可擴展性和高性能，就像“Google風格”的數(shù)據(jù)中心架構一樣。在Photon平臺中，為了完成這個目標，VMware將傳統(tǒng)的ESXi虛擬層替換為一種新型的輕量級的“microvisor”，將容器作為應用發(fā)布的基本單元，并使用一種新型的、經過優(yōu)化的容器管理工具，稱為Photon控制器（Photon Controller）。

了解Photon平臺的一個好方法就是與另一種容器架構比較，比如CoreOS的Tectonic平臺。

圖中的Photon Machine是一種新的基于ESXi的微虛擬層（microvisor），它使用了Photon OS，提供了容器宿主機操作系統(tǒng)和容器運行時（container runtime）。剛開始這可能是令人疑惑的，因為在Tectonic平臺中，容器宿主機操作系統(tǒng)是基于Linux的最小化系統(tǒng)CoreOS，而容器運行時是不同的，可以是RKT，也可以是Docker。在VMware術語中，容器宿主機操作系統(tǒng)是微虛擬層，容器運行時是Photon OS。

從這張圖往上看，Photon Controller是一種分布式的控制層（control plane）和資源管理器（resource manager），用來管理大量的Photon Machines。單個控制器（monolithic controller），如vCenter，可擴展性往往存在一定的局限，而Photon Controller沒有這種局限。例如，vIC就是使用vCenter來管理的容器解決方案，具有中等的可擴展性，而Photon平臺則是一種適用于大規(guī)模容器的架構。

從圖中可以看出，Photon Controller是一種超級管理器（uber-manager），用來管理容器和調度資源，就像Docker Machine/Compose/Swarm、Kubernetes和Apache Mesos一樣。換句話說，你可以使用Photon Controller來創(chuàng)建和管理Kubernete集群或者Mesos集群。類似的做法是，vRealize Automation (vRA)可以管理不同的vSphere集群，其中的ESXi宿主機可以被vCenter實例來管理。Photon Controller可以與Lightwave項目整合，來提供身份訪問管理。將來，Photon Controller會包含更多的插件，提供創(chuàng)建、監(jiān)控、管理等多種能力。

小結和更多資源

在以容器為中心的、云原生應用方面，VMware正在進行各種探索。盡管很多人認為VMware是一個傳統(tǒng)公司，但是需要注意的是，VMware的客戶群將會謹慎地轉向容器技術。VMware提出了vIC和Photon平臺，提供給客戶一個轉向容器技術的方案。雖然，不能保證VMware在開源世界和云原生領域中一定會成功，但是他們已經踏出了積極的一步，創(chuàng)建了云原生應用團隊，并開源了Photon Controller。無論如何，這顯示了對于開源世界，VMware并不是空口說白話?？傊?，VMware不應該被忽視。

另外，我建議讀者們閱讀以下關于vIC和Photon平臺的文章：

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