Docker容器技術素以輕量級且容易部署等特色著稱，也因此得到眾多開發管理人員的青睞，但是若未經過仔細的效能調校，實際運作時效能可能會不如預期，對此本文將透過多項測試來加以驗證，實際導入Docker容器技術後，還必須進一步地調整校正，才能發揮這項技術的真正優勢。
由於Docker容器技術輕量化的應用方式可搭配新興的微服務架構，因此越來越多企業和組織在部署營運服務時，開始將Docker容器技術的部署方式加入至營運服務的環節當中。下列便是目前企業和組織部署營運服務時主要的四種應用情境，如圖5所示：
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| ▲ 圖5 目前企業和組織部署營運服務時主要的四種應用情境。（圖片來源：VMware Blogs - Scaling Out Redis Performance with Docker on vSphere 6.0） |
‧ 裸機：直接在x86實體伺服器上安裝應用程式或服務所需的作業系統，之後直接運作相關的應用程式與服務。
‧ VM虛擬主機：以x86實體伺服器為基礎，在其上建構虛擬化基礎架構（例如VMware vSphere），為VM虛擬主機安裝好Guest OS客體作業系統，之後運作所需的應用程式或服務。
‧ 裸機 + Docker容器：在x86實體伺服器上安裝作業系統並組態設定Docker容器運作環境，然後透過Docker容器技術運作所需的應用程式和服務。
‧ VM虛擬主機 + Docker容器：除了採用虛擬化基礎架構建構最佳化的VM虛擬主機之外，待VM虛擬主機安裝好Guest OS客體作業系統之後，組態設定Docker容器執行環境後運作所需的應用程式和服務。
企業和組織在建置營運服務時，部署在裸機、VM虛擬主機或Docker容器三者時，當中究竟是何者的運作效能最佳？對此，本文將說明及實作在裸機和VMware vSphere 6.5虛擬化平台上，測試裸機原生運作應用程式及VM虛擬主機運作應用程式，以及VM虛擬主機搭配Docker容器環境運作應用程式這三者之間的效能差異。
使用Weathervane效能測試工具
在效能測試方面採用Weathervane 1.0.15效能測試工具，它能夠模擬典型的拍賣網站工作負載，並且這些工作負載可以部署在作業系統或Docker容器環境內。在Weathervane的效能測試項目中，包括可擴充的多層Web應用程式（圖6），主要由下列服務項目所組成：
‧ Java Application Server：負責執行拍賣網站工作負載中的核心應用程式服務。
‧ 前端Web服務：負責提供Web網頁服務和網頁請求負載平衡，同時必須支援HTTP-Level快取機制，以便將前端網頁請求正確地遞送到後端服務當中。
‧ 應用程式支援服務：負責為不同服務之間提供訊息及協調服務。
‧ 資料服務：負責提供關聯式資料庫及NoSQL非關聯式資料庫服務。
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| ▲ 圖6 Weathervane效能測試工具可擴充多層應用程式架構示意圖。（圖片來源：VMware White Paper - Performance of Enterprise Web Applications in Docker Containers on VMware vSphere 6.5） |
效能測試環境說明
在本文效能測試環境中，採用4台實體伺服器進行整個效能測試作業，如圖7所示，其中2台擔任Driver Servers角色，負責運作相關工作負載的VM虛擬主機，另外2台則擔任Test Server角色，這兩台當中有一台是安裝VMware vSphere 6.5虛擬化平台，然後在VM虛擬主機中安裝CentOS 7.3客體作業系統以便提供Docker容器環境，另一台則是直接裸機安裝CentOS 7.3作業系統以提供Docker容器環境。
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| ▲ 圖7 Weathervane效能測試環境示意圖。（圖片來源：VMware White Paper - Performance of Enterprise Web Applications in Docker Containers on VMware vSphere 6.5）
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VM虛擬主機測試環境
在Test Server角色中，其中1台x86伺服器為安裝VMware vSphere 6.5虛擬化平台，第一項測試項目是在直接以VM虛擬主機安裝CentOS 7.3作業系統後，以「VM虛擬主機」為單位執行不同的Weathervane角色進行效能測試，如表1所示，相關項目如下：
‧ vSphere 6.5電力選項：調整為High Performance
‧ CentOS 7.3客體作業系統：VMware Tools安裝版本採用open-vm-tools 10.0.5-4.el7_3版
‧ 硬體資源：總共建立13台VM虛擬主機，共使用32 vCPU及150GB vRAM。
在第二項測試項目中，vSphere 6.5和VM虛擬主機採用的硬體配置同上，在每台VM虛擬主機上僅運作「1個容器」，也就是以「容器」為單位執行不同的Weathervane角色進行效能測試。每台VM虛擬主機安裝CentOS 7.3客體作業系統，並安裝Docker容器運作環境（Docker版本17.05.0-ce）。在容器虛擬網路部分，則是採用預設跨主機的「Overlay Driver」。
表1 VM虛擬主機和VM虛擬主機搭配Docker容器效能測試
裸機測試環境
在Test Server角色中，另一台x86伺服器為直接安裝CentOS 7.3作業系統，然後安裝Docker容器運作環境（Docker版本17.10.0-ce），在容器虛擬網路的部分，則是採用預設跨主機的「Overlay Driver」，以「裸機」的方式進行Weathervane效能測試作業，如圖8所示。
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| ▲ 圖8 效能測試環境採用Docker容器技術版本。 |