2.2 Why——为什么需要容器

为什么需要容器？容器到底解决的是什么问题？简要的答案是：容器使软件具备了超强的可移植能力。

2.2.1 容器解决的问题

我们来看看今天的软件开发面临着怎样的挑战？

如今的系统在架构上较十年前已经变得非常复杂了。以前几乎所有的应用都采用三层架构（Presentation/Application/Data），系统部署到有限的几台物理服务器上（Web Server/Application Server/Database Server）。

而今天，开发人员通常使用多种服务（比如MQ、Cache、DB）构建和组装应用，而且应用很可能会部署到不同的环境，比如虚拟服务器、私有云和公有云，如图2-2所示。

一方面应用包含多种服务，这些服务有自己所依赖的库和软件包；另一方面存在多种部署环境，服务在运行时可能需要动态迁移到不同的环境中。这就产生了一个问题：如何让每种服务能够在所有的部署环境中顺利运行？

于是得到了如图2-3所示的这个矩阵。

各种服务和环境通过排列组合产生了一个大矩阵。开发人员在编写代码时需要考虑不同的运行环境，运维人员则需要为不同的服务和平台配置环境。对他们双方来说，这都是一项困难而艰巨的任务。

如何解决这个问题呢？

聪明的技术人员从传统的运输行业找到了答案。

几十年前，运输业面临着类似的问题，如图2-4所示。

每一次运输，货主与承运方都会担心因货物类型的不同而导致损失，比如几个铁桶错误地压在了一堆香蕉上。另一方面，运输过程中需要使用不同的交通工具也让整个过程痛苦不堪：货物先装上车运到码头，卸货，然后装上船，到岸后又卸下船，再装上火车，到达目的地，最后卸货。一半以上的时间花费在装货、卸货上，而且搬上搬下还容易损坏货物。

这同样也是一个NxM的矩阵，如图2-5所示。

幸运的是，集装箱的发明解决了这个难题，如图2-6所示。

任何货物，无论钢琴还是保时捷，都被放到各自的集装箱中。集装箱在整个运输过程中都是密封的，只有到达最终目的地才被打开。标准集装箱可以被高效地装卸、重叠和长途运输。现代化的起重机可以自动在卡车、轮船和火车之间移动集装箱。集装箱被誉为运输业与世界贸易最重要的发明，如图2-7所示。

Docker将集装箱思想运用到软件打包上，为代码提供了一个基于容器的标准化运输系统。Docker可以将任何应用及其依赖打包成一个轻量级、可移植、自包含的容器。容器可以运行在几乎所有的操作系统上，如图2-8所示。

其实，“集装箱”和“容器”对应的英文单词都是“Container”。

“容器”是国内约定俗成的叫法，可能是因为容器比集装箱更抽象，更适合软件领域的缘故吧。

我个人认为：在外国人的思维中，“Container”只用到了集装箱这一个意思，Docker的Logo（如图2-9所示）不就是一堆集装箱吗？

2.2.2 Docker的特性

可以看看集装箱思想是如何与Docker各种特性相对应的，如表2-1所示。

2.2.3 容器的优势

对于开发人员：Build Once、Run Anywhere。

容器意味着环境隔离和可重复性。开发人员只需为应用创建一次运行环境，然后打包成容器便可在其他机器上运行。另外，容器环境与所在的Host环境是隔离的，就像虚拟机一样，但更快更简单。

对于运维人员：Configure Once、Run Anything。

只需要配置好标准的runtime环境，服务器就可以运行任何容器。这使得运维人员的工作变得更高效、一致和可重复。容器消除了开发、测试、生产环境的不一致性。