容器化技術和虛擬化技術都是用於將應用程序與底層基礎設施隔離的技術。它們都具有提高資源利用率、簡化應用程序部署和管理等優勢。兩者的主要區別在於虛擬化技術是在硬件層進行虛擬化，而容器化技術是在操作系統層進行虛擬化。虛擬化技術通過創建一個虛擬機 (VM) 來實現虛擬化。VM 是一個軟件程序，它模擬物理計算機。VM 擁有自己的操作系統、CPU、內存、存儲和網絡資源。而容器化技術通過創建一個容器來實現虛擬化。容器是一個輕量級的虛擬化環境，它共享主機的操作系統內核。容器包含應用程序代碼、運行時環境和依賴項等。
架構分析#
虛擬化技術通過 Hypervisor 實現虛擬機與底層硬件的解耦，虛擬機實現依賴 Hypervisor 層。Hypervisor 也可以叫作虛擬機監視器 VMM（Virtual Machine Monitor）是一種運行在基礎物理服務器和操作系統之間的中間軟件層，可允許多個操作系統和應用共享硬件。Hypervisor 虛擬機可以模擬機器硬件資源，協調虛擬機對硬件資源的訪問，同時在各個虛擬機之間進行隔離。每一個虛擬機都包括執行的應用，依賴的二進制和庫資源，以及一個完整的操作系統，虛擬機運行以後，預分配給它的資源將全部被佔用。
容器不同於 VM，容器只包含應用程序及依賴庫，為應用程序提供了隔離的運行空間，容器之間共享同一上層操作系統內核，容器技術的核心是如何實現容器內資源的限制，以及不同容器之間的隔離，這些是基於 Linux 的 Namespace 和 CGroups 技術。
Namespace 的目的是通過抽象方法使得 Namespace 中的進程看起來擁有它們自己的隔離的全局系統資源實例。
Linux 內核實現了六種 Namespace：Mount namespaces、UTS namespaces、IPC namespaces、PID namespaces、Network namespaces、User namespaces，功能分別為：隔離文件系統、定義 主機名稱和域名名稱、特定的進程間通信資源、獨立進程 ID 結構、獨立網絡設備、用戶和組 ID 空間。
以容器化技術的代表 Docker 為例，Docker 在創建一個容器的時候，會創建以上六種 Namespace 實例，然後將隔離的系統資源放入到相應的 Namespace 中，使得每個容器只能看到自己獨立的系統資源。
Docker 利用 CGroups 進行資源隔離。CGroups（Control Groups）也是 Linux 內核中提供的一種機制，它的功能主要是限制、記錄、隔離進程所使用的物理資源，比如 CPU、Mermory、IO、Network 等。簡單來說，CGroups 在接收到調用時，會給指定的進程掛上鉤子，這個鉤子會在資源被使用的時候觸發，觸發時會根據資源的類別，比如 CPU、Mermory、IO 等，然後使用對應的方法進行限制。
CGroups 中有一個術語叫作子系統（Subsystem），也就是一個資源調度控制器，CPU 子系統負責 CPU 的時間分配，內存子系統負責內存的使用量等。Docker 啟動一個容器後，會在 /sys/fs/cgroup 目錄下生成帶有此容器 ID 的文件夾，文件夾中就是調用 CGroups 的配置文件，從而實現通過 CGroups 限制容器的資源使用率。
隔離性方面#
虛擬化技術通過虛擬機管理程序（如 VMware 或 KVM）在物理硬件上創建完整的虛擬機，每個虛擬機都擁有自己的操作系統和應用程序，實現了硬件級別的完全隔離，但管理複雜性較高。而容器化技術（如 Docker）則在操作系統級別進行隔離，多個容器共享同一宿主機的操作系統和內核，但各自運行獨立的應用程序和服務，提供輕量級、高效的應用程序封裝方式，更適合快速部署和管理。
性能開銷與資源專用#
由於容器不需要額外的操作系統載入，它們的啟動速度快，資源消耗小，這使得容器化技術在性能開銷方面優於傳統的虛擬化技術。虛擬化技術的每個虛擬機都需要運行一個完整的操作系統，這會帶來更高的資源使用率和啟動時間，也可能會導致資源浪費。
適用場景#
虛擬化技術適用於需要高度隔離和安全性的場景，例如數據中心、雲計算和服務器托管等。容器化技術則更適合於輕量級、快速開發和部署應用程序的場景，如 Web 服務器和微服務架構、持續集成 / 持續部署（CI/CD）等。由於其輕量級、快速啟動和可移植性等特點，容器化技術在現代 DevOps 實踐中非常流行。
管理和監控#
虛擬機的管理和監控通常由專門的工具和平台（如 OpenStack）處理，提供了豐富的管理和監控功能。容器化技術的管理和監控可以通過容器編排工具（如 Kubernetes）來實現，這些工具專為容器化工作負載設計，提供了自動化部署、擴展和運維的功能。
虛擬化技術提供了更強的隔離性和更廣泛的操作系統支持，適合於需要高度隔離和特定操作系統環境的場合。而容器化技術以其輕量級、快速和一致性的特點，更適合於現代的雲環境和微服務架構。隨著技術的發展，這兩種技術也在不斷融合和優化， 實際部署一般是把兩種技術結合起來，在一個虛擬機中運行多個容器，這樣既保證了較好的強隔離性和安全性，也有了快速擴展、靈活性和易用性。