别隻盯着Docker了，這10大熱門容器運作時錯過後悔

容器改變了整個軟體組織的生态，我們最熟悉的容器運作時就是Docker，但是除了Docker以外，還有很多優秀的容器運作時，他們有自己獨特的功能和優勢。

今天就來介紹包括Docker在内的10款熱門的容器運作時，包括rkt、CRI-O、Containerd等等，看看他們分别有哪些特色，又該如何進行選擇。

一、Docker

Docker 是容器化領域的領軍者，于2013年釋出，通過簡化容器的建構、部署和管理，推動了容器技術的廣泛應用。

Docker 提供了一個完整的容器解決方案，包括強大的鏡像管理、容器編排和資源管理功能。它的優勢在于廣泛的生态系統和大量的第三方工具支援，使得應用的打包、分發和部署變得簡單快捷。它以容器的方式打包應用程式及其所有依賴項，使其可以在任何環境中運作，保證了應用程式的一緻性和可移植性。

Docker的出現可以說是颠覆式的。在以前，應用程式的部署和運作依賴于主機作業系統的配置和環境設定，這往往導緻了環境差異和依賴沖突的問題。而 Docker 的出現解決了這些問題，使得應用程式可以在獨立、隔離的容器中運作，與底層作業系統和硬體解耦，實作了更高的可移植性和靈活性。

Docker 的獨特之處在于它采用了輕量級的容器化技術，利用作業系統級别的虛拟化實作容器之間的隔離。每個容器都包含了應用程式及其運作所需的所有元件，包括代碼、運作時、系統工具、庫檔案和配置等。這些容器可以在各種作業系統和雲平台上運作，提供了一緻的運作環境和可重複的部署過程。

Docker 提供了一套強大的工具和指令行界面，使得容器的建立、管理和釋出變得簡單和高效。它引入了容器鏡像的概念，鏡像是容器運作的基礎，類似于虛拟機中的鏡像。通過 Docker 鏡像，開發人員可以輕松地建構、共享和部署容器化應用程式。

除了基本的容器管理功能，Docker 還提供了容器編排和叢集管理的能力。通過 Docker Compose 和 Docker Swarm，使用者可以定義和管理多個容器的組合，并将它們作為一個整體進行管理和擴充。這使得容器的編排和高可用性變得更加容易，适用于建構複雜的分布式應用程式和微服務架構。

Docker 生态系統非常豐富，擁有龐大的開發者社群和第三方工具支援。使用者可以在 Docker Hub 上找到大量的官方和社群維護的鏡像，可以快速擷取各種應用程式和服務的容器化版本。此外，Docker 還與各種程式設計語言、開發工具和持續內建/持續部署 (CI/CD) 工具內建，為開發人員提供了靈活而強大的容器化開發和傳遞平台。

二、Containerd

Containerd 是一個開源的容器運作時，最初是從 Docker 中分離出來的，現已成為獨立的項目。它專注于容器生命周期管理，提供了一種标準化的接口和工具，用于建立、運作和停止容器。

Containerd 的設計目标是提供一個輕量級、可靠且高效的容器引擎，适用于各種容器化場景和部署環境。它以子產品化的方式建構，采用分布式架構，使得它可以在各種硬體和作業系統上運作，并與不同的容器編排系統和管理工具內建。

Containerd 提供了一個統一的容器操作接口，符合 Open Container Initiative (OCI) 規範，這使得它與其他符合 OCI 标準的工具和平台無縫內建。它支援多種容器格式，包括 Docker 鏡像和 OCI 鏡像，可以輕松地與容器鏡像倉庫進行互動。

作為一個輕量級的容器運作時，Containerd 具有快速啟動時間和低資源占用的優勢。它優化了容器的啟動過程，實作了快速的容器建立和運作，進而提供了更高的性能和效率。

Containerd 還具有靈活的插件架構，使其具有可擴充性和定制性。使用者可以通過插件系統添加自定義功能和擴充，滿足特定的容器化需求。這使得 Containerd 成為建構進階容器工具和平台的理想基礎。

Containerd 的社群支援廣泛，并且得到了多個知名組織和公司的貢獻和支援。它有成熟的文檔、示例和教程，為使用者提供了豐富的資源和指導。此外，Containerd 還與其他容器生态系統工具和項目緊密合作，如 Kubernetes、CRI-O 和 rkt 等。

Containerd的設計使得容器的生命周期管理變得簡單和可靠，并且具有良好的可擴充性和定制性。對于那些尋求一個可靠的容器引擎和與其他容器工具無縫內建的使用者來說，Containerd 是一個很好的選擇。

三、CRI-O

CRI-O 是一個專注于 Kubernetes 的容器運作時，它提供了符合 Kubernetes Container Runtime Interface (CRI) 标準的容器管理功能。作為一個獨立的開源項目，CRI-O 的目标是為 Kubernetes 提供一個輕量級、可靠且高效的容器運作時。

CRI-O的出現是Kubernertes社群努力的結果，它旨在将容器運作時與 Kubernetes 的生态系統解耦。傳統的容器運作時（如 Docker）通常與 Kubernetes 緊密內建，但也帶來了一些不必要的複雜性和依賴。CRI-O 的出現解決了這些問題，提供了一個專注于 Kubernetes 的輕量級容器運作時。

CRI-O 實作了 Kubernetes CRI 标準的接口，這意味着它可以無縫內建到 Kubernetes 中，并與其他 CRI 相容的工具群組件進行互動。它通過與 Kubernetes API Server 通信來管理容器的建立、啟動、停止和銷毀等生命周期操作。

CRI-O 的設計注重安全性、穩定性和性能。它采用了 runc 作為預設的容器執行器，與 Linux 容器技術（如 cgroups 和命名空間）緊密內建，提供了強大的隔離性和資源管理能力。同時，CRI-O 還支援其他容器執行器，如 Kata Containers 和 gVisor，以滿足更高的安全性和隔離性需求。

CRI-O 具有輕量級和快速啟動的優勢。它采用了優化的容器建立和啟動過程，減少了不必要的開銷，進而提供了快速的容器啟動時間和低資源占用。

CRI-O 的社群支援廣泛，并且得到了 Kubernetes 社群和多個知名公司的貢獻和支援。它擁有活躍的開發者社群，提供了詳細的文檔、示例和教程，為使用者提供了豐富的資源和指導。

對于那些尋求一個與 Kubernetes 緊密內建、輕量級且可靠的容器運作時的使用者來說，CRI-O 是一個很好的選擇。它提供了符合 Kubernetes CRI 标準的接口，可以無縫內建到 Kubernetes 生态系統中，并為使用者提供穩定、高性能的容器化體驗。

四、Firecracker

Firecracker 是一個用于輕量級虛拟化的開源虛拟機管理器 (VMM)，專門設計用于安全且高效地運作容器和無伺服器工作負載。它由亞馬遜網絡服務（Amazon Web Services，AWS）開發并開源，旨在提供一種快速啟動、低資源占用和強大隔離性的虛拟化解決方案。

它的設計目标是在具有輕量級和快速啟動優勢的同時，提供接近原生性能的虛拟化體驗。采用了現代虛拟化技術（基于 KVM）和微核心架構，以實作快速啟動時間和低資源占用。Firecracker 的設計理念是将每個虛拟機執行個體作為一個獨立的微虛拟機，進而實作了更高的隔離性和安全性。

Firecracker 提供了針對容器和無伺服器場景的優化特性。它支援快速的虛拟機啟動和停止，使得它非常适合運作短暫的、高密度的工作負載。此外，Firecracker 提供了嚴格的資源限制和隔離機制，確定每個虛拟機執行個體之間的互相隔離，進而提供更高的安全性和保護使用者資料的隐私。

Firecracker 通過實作一系列安全增強功能來提高虛拟化的安全性。它采用了名為 Jailer 的工具來限制虛拟機的通路權限，并提供了核心安全子產品（Kernel Security Modules）的支援，以增強虛拟機執行個體的隔離性。此外，Firecracker 還支援密鑰管理、密鑰分離和記憶體加密等安全特性。

Firecracker 的開放源代碼使得它具有高度的靈活性和可定制性。使用者可以根據自己的需求進行定制和擴充，并與現有的容器管理工具和編排系統（如 Kubernetes）進行內建。Firecracker 的社群活躍度高，得到了開發者社群的廣泛關注和支援。

總的來說，Firecracker 是一個專注于輕量級虛拟化的開源虛拟機管理器，為容器和無伺服器場景提供了快速啟動、低資源占用和強大隔離性的虛拟化解決方案。其安全性、性能和可定制性使其成為運作容器化工作負載的理想選擇，并受到廣泛關注和采用。

五、gVisor

gVisor 是一個開源的使用者空間容器運作時，旨在提供更高的安全性和隔離性，同時保持與标準 Linux 接口的相容性。它由 Google 開發并開源，為容器化環境中的應用程式提供了額外的隔離層。

gVisor 的設計目标是解決傳統容器化環境中的安全性和隔離性挑戰。傳統容器使用命名空間和控制組等 Linux 核心特性來提供隔離，但仍然存在一些攻擊面和安全漏洞。而 gVisor 則引入了一個輕量級的使用者空間核心，該核心在容器内部運作，為應用程式提供了額外的安全隔離。

gVisor 的使用者空間核心實作了與 Linux 核心相似的系統調用接口，是以應用程式可以在 gVisor 中以與傳統 Linux 容器相同的方式運作，而無需進行修改。這使得 gVisor 相容性強，可以無縫內建到現有的容器化環境中。

gVisor 采用了沙箱隔離的原則，每個容器都運作在一個獨立的沙箱環境中，具有獨立的檔案系統、網絡棧和程序空間。這樣可以有效地隔離容器之間的資源，進而提供更高的安全性和保護使用者資料的隐私。

gVisor 還提供了對一些常見的攻擊向量的防護，如系統調用過濾和限制、檔案系統通路控制、網絡流量審計等。這些功能增強了容器的安全性，減少了潛在的漏洞和攻擊風險。

此外，gVisor 與 Kubernetes 和其他容器編排系統緊密內建，可以作為容器運作時的替代選擇。

總而言之，gVisor 是一個開源的使用者空間容器運作時，提供了額外的安全隔離層，保護容器化應用程式的安全性和隐私。其與傳統 Linux 容器相容，具有強大的隔離能力和防護機制，适用于對安全性要求較高的容器化環境。

六、Kata

Kata 是一個開源項目，旨在提供一種安全、輕量級且高性能的虛拟化解決方案，用于運作容器和虛拟機工作負載。Kata 的目标是通過将虛拟化和容器化技術結合起來，提供更強大的隔離性和安全性，同時保持性能接近原生。

Kata 基于輕量級虛拟機（Lightweight Virtual Machine，LVM）的概念，它使用一個輕量級的虛拟機管理器（VMM）來運作每個容器。每個 Kata 容器都是一個獨立的虛拟機執行個體，具有自己的核心和獨立的檔案系統。這樣，Kata 可以提供與傳統虛拟機相似的隔離性和安全性，同時保留了容器的輕量級和快速啟動的優勢。

它使用了虛拟化技術（如 KVM）和輕量級容器技術（如 runC）的組合，利用虛拟化技術提供硬體級别的隔離和安全性，并通過容器技術提供輕量級的資源管理和快速的啟動時間。這種結合使得 Kata 成為同時具備虛拟機和容器優勢的理想解決方案。

Kata 提供了與标準容器運作時相容的接口，如 Container Runtime Interface (CRI)。這意味着使用者可以将 Kata 無縫地內建到現有的容器編排系統（如 Kubernetes）中，并使用熟悉的容器操作接口進行管理。這為使用者提供了一緻的容器化體驗，并使得遷移現有容器工作負載到 Kata 更加容易。

Kata 的設計注重安全性和性能。它提供了多層的安全增強功能，如核心安全子產品、密鑰管理和加密，以提供更強的容器隔離和保護使用者資料的安全性。同時，Kata 通過優化虛拟機的啟動過程和資源管理，提供了高性能的容器化體驗。

Kata提供了強大的隔離性和安全性，同時保持了容器的輕量級和快速啟動的特性。Kata 的相容性和可擴充性使其成為一個強大的選擇，可以無縫內建到現有的容器環境中。

選擇 Kata 作為容器運作時的主要優勢包括：

1. 強大的隔離性和安全性：Kata 基于虛拟化技術，為每個容器提供了獨立的虛拟機執行個體，進而實作了硬體級别的隔離和安全性。每個容器都具有自己的核心和檔案系統，互相之間完全隔離，減少了攻擊面和潛在的漏洞。
2. 相容性和一緻性：Kata 提供了與标準容器運作時相容的接口，如 CRI。這意味着您可以将現有的容器工作負載無縫遷移到 Kata，而無需進行修改。此外，Kata 與常用的容器編排系統（如 Kubernetes）緊密內建，使得管理和部署容器變得更加簡單和一緻。
3. 性能接近原生：盡管 Kata 使用了虛拟化技術，但它通過優化啟動過程和資源管理，提供了接近原生性能的容器化體驗。Kata 的輕量級虛拟機管理器和高效的資源配置設定使得容器的啟動時間更快，并提供了優秀的性能和響應性。
4. 靈活性和可定制性：Kata 是一個開放源代碼項目，具有活躍的社群支援。使用者可以根據自己的需求進行定制和擴充，進而滿足特定的容器化場景和要求。此外，Kata 還提供了豐富的插件和擴充接口，使得使用者可以靈活地配置和擴充其功能。
5. 成熟的生态系統：Kata 受到了多個知名組織和公司的支援，擁有成熟的文檔、示例和教程，為使用者提供了豐富的資源和指導。使用者可以從活躍的社群中擷取幫助和支援，并參與項目的發展和改進。

七、Lima

Lima 是一個開源項目，旨在提供一種輕量級的虛拟化解決方案，用于在 macOS 上運作 Linux 容器。它通過使用 Hypervisor.framework 和 LinuxKit 來實作在 macOS 上運作 Linux 核心，并提供一個容器運作時環境。

Lima 的目标是為開發人員和運維團隊提供一種便捷的方式，在 macOS 上運作和測試 Linux 容器，同時提供與标準 Linux 環境相似的開發和部署體驗。

Lima 的工作原理是利用 macOS 的 Hypervisor.framework 來建立和管理一個 Linux 虛拟機。該虛拟機運作 Linux 核心，并使用 LinuxKit 建構一個最小化的 Linux 發行版，作為容器運作時環境。

使用 Lima，開發人員可以在 macOS 上使用常見的容器工具，如 Docker 或 Podman，建構、運作和管理 Linux 容器。Lima 提供了與标準 Linux 容器環境相似的指令行接口和工作流程，使得在 macOS 上進行容器開發和測試變得更加便捷和一緻。

Lima 的優勢包括：

1. 輕量級虛拟化：Lima 利用 macOS 的 Hypervisor.framework 實作輕量級虛拟化，僅在需要時建立一個 Linux 虛拟機。這意味着它具有較低的資源消耗和快速的啟動時間，使得在 macOS 上運作 Linux 容器變得高效和便捷。
2. 與标準 Linux 環境相容：Lima 提供了與标準 Linux 容器環境相似的開發和部署體驗。開發人員可以使用熟悉的容器工具和指令，無需在 macOS 上進行額外的學習和适應。
3. 便捷的開發和測試環境：Lima 為開發人員提供了一個友善的方式，在 macOS 上建構、運作和測試 Linux 容器。這對于開發需要跨平台應用程式或需要在 macOS 和 Linux 之間進行開發和測試的人員來說特别有用。
4. 開源和活躍的社群支援：Lima 是一個開源項目，擁有活躍的開發者社群和廣泛的支援。使用者可以參與項目的發展和改進，從社群中擷取幫助和回報，并共享自己的經驗和貢獻。

Lima在Mac作業系統上堪稱一大利器。

八、Lxd

Lxd是一個開源的容器管理器，旨在為使用者提供一種輕量級的系統容器虛拟化解決方案。它是 Linux 容器（LXC）的下一代，并提供了更進階的功能和更簡化的管理界面。

Lxd 的設計目标是提供一個快速、高效和安全的容器管理環境，使使用者能夠輕松建立、運作和管理系統級别的容器。它基于作業系統級虛拟化技術，通過利用 Linux 核心的容器功能來實作隔離和資源管理，其主要功能特性如下：

1. 強大的容器管理功能：Lxd 提供了豐富的容器管理功能，包括容器的建立、啟動、停止、暫停、恢複和銷毀等。它還支援容器的快照和克隆，使使用者能夠輕松建立容器的副本或建立恢複點。
2. 優化的性能和資源管理：Lxd 通過有效的資源配置設定和管理，以及使用 Linux 核心的 cgroups 和命名空間功能，提供了優化的性能和資源隔離。它允許使用者為每個容器配置設定 CPU、記憶體和磁盤等資源，并提供了彈性調整和限制資源的能力。
3. 跨主機和叢集管理：Lxd 支援跨多個主機的容器管理，允許使用者建立和管理分布在不同主機上的容器。它還提供了叢集管理功能，使使用者能夠在多個主機上協同工作和實作高可用性。
4. 安全性和隔離性：Lxd 提供了強大的安全性和隔離性，使每個容器在獨立的環境中運作，并與主機和其他容器隔離開來。它使用 Linux 的安全命名空間和強制通路控制（AppArmor 和 SELinux）來提供額外的安全層。
5. 易用的管理界面：Lxd 提供了直覺且易于使用的指令行界面和 Web 界面，使使用者能夠輕松管理和監控容器。它還提供了豐富的 API，允許使用者通過程式設計方式與 Lxd 進行互動和內建。

九、rkt

rkt（是"rocket"的縮寫）是一個開源的容器運作時，旨在提供安全、可靠和可互操作的容器化解決方案。它由 CoreOS 開發，并受到了社群的廣泛支援。

rkt 的設計目标是提供一種簡單而有效的容器運作時環境，具有以下特點和優勢：

1. 安全性和隔離性：rkt 采用了一系列安全機制來確定容器的安全性和隔離性。它使用強制通路控制（AppArmor 和 SELinux）來限制容器的權限，并通過使用不同的 Linux 命名空間來隔離容器的程序、檔案系統和網絡。
2. 透明的鏡像驗證：rkt 在容器鏡像的驗證方面非常注重。它使用數字簽名來驗證鏡像的完整性和真實性，以確定隻有受信任的鏡像才能被加載和執行。這有助于防止惡意或篡改的容器鏡像運作。
3. 輕量級和高性能：rkt 的設計追求輕量級和高性能。它采用了簡單而高效的架構，避免了複雜的依賴和額外的抽象層。這使得 rkt 具有快速啟動時間和低資源消耗，使容器能夠高效運作。
4. 與标準工具的相容性：rkt 被設計為與标準的容器工具和生态系統相容。它支援 Docker 鏡像格式，并可以與 Docker Hub 和其他容器系統資料庫內建。這意味着您可以使用現有的 Docker 工具和生态系統與 rkt 進行互動。
5. 可擴充和子產品化：rkt 的架構非常子產品化，允許使用者通過插件系統進行擴充和定制。您可以選擇添加特定功能的插件，如網絡插件或容器監控插件，以滿足您的特定需求。

rkt 作為一個安全、可靠和可互操作的容器運作時，注重容器的安全性、透明的鏡像驗證和與标準工具的相容性。它的輕量級和高性能特點使其成為建構和運作容器化應用程式的可靠選擇。無論是個人開發者還是企業使用者，rkt 提供了一個靈活且可擴充的容器運作時環境。

十、runC

runC 是一個開源工具，用于執行符合 Open Container Initiative（OCI）标準的容器。它是容器運作時的核心元件，負責建立和運作容器，提供了基本的容器生命周期管理功能。

以下是 runC 的一些關鍵特點和優勢：

1. 符合 OCI 标準：runC 是 OCI 标準的實作之一，確定了與其他符合 OCI 标準的容器工具和生态系統的互操作性。這意味着您可以使用 runC 建立的容器與其他符合 OCI 标準的工具無縫互動，并且可以使用 OCI 容器鏡像格式進行跨平台和跨工具的共享。
2. 輕量級和簡單：runC 的設計目标之一是保持簡單和輕量級。它專注于提供最基本的容器功能，如啟動、停止、暫停和銷毀容器。這使得 runC 非常易于使用和內建到各種容器生态系統中。
3. 可插拔和可擴充：runC 支援插件機制，允許使用者根據自己的需求進行定制和擴充。您可以選擇添加插件來增加額外的功能，如網絡插件、存儲插件或監控插件，以滿足特定的容器化需求。
4. 安全性和隔離性：runC 遵循安全性和隔離性最佳實踐，通過使用 Linux 命名空間、cgroups 和 Linux 安全子產品（如 AppArmor 和 SELinux）來提供容器的安全隔離。它確定每個容器運作在獨立的環境中，并限制容器對主機和其他容器的通路權限。
5. 跨平台和可移植性：runC 支援多種作業系統和架構，使您可以在不同的平台上運作和管理容器。它提供了與底層作業系統和硬體無關的容器執行環境，使容器可以在各種環境中具備可移植性和可部署性。

總體而言，runC 是一個符合 OCI 标準的容器運作時工具，提供了基本的容器生命周期管理功能。它的輕量級、簡單性和可擴充性使其成為建構和運作容器的強大工具。

如何選擇适合自己的容器運作時？

那麼多的容器運作時，應該如何選擇呢？可以從以下方面進行考慮：

1. 适用場景：根據您的具體需求和應用場景，選擇适合的容器運作時。例如，如果您使用 Kubernetes 叢集進行容器編排，CRI-O 可能是更好的選擇；如果您需要更高的安全性，可以考慮 Firecracker、gVisor 或 Kata。
2. 易用性：考慮容器運作時的易用性和學習曲線。Docker 提供了廣泛的工具和生态系統，具有較低的學習門檻，适用于初學者和快速疊代開發。其他運作時如 Containerd、CRI-O 和 runC 也具有良好的易用性。
3. 性能：評估容器運作時的性能特點，包括啟動時間、資源占用和運作效率。Firecracker 和 gVisor 提供較低的資源占用和更快的啟動時間，适用于輕量級容器化應用。
4. 安全性：根據應用的安全要求選擇容器運作時。如果您處理敏感資料或希望更高的隔離性，可以考慮 gVisor、Kata 或 Firecracker，它們提供了額外的安全層和隔離性。
5. 社群支援：考慮容器運作時的社群支援和活躍程度。Docker 和 Containerd 有龐大的社群支援，提供廣泛的文檔、教程和第三方工具。其他運作時如 CRI-O、Kata 和 runC 也有活躍的社群支援。

綜合考慮上述因素，并結合具體需求選擇最适合的容器運作時，在選擇後，建議進行小規模的實驗和測試，以確定所選的容器運作時符合預期和要求。