共用系統核心資源　玩轉Windows Server容器

Windows容器類型介紹

在Windows容器環境中，包含兩種不同的容器類型或稱「執行階段」（Runtimes），如圖3所示，分別是「Windows Server容器」（Windows Server Container）以及「Hyper-V容器」（Hyper-V Container）：

▲圖3 Windows Server容器與Hyper-V容器運作架構示意圖。（圖片來源：TechNet Wiki - Windows Containers vs. Hyper-V Containers in Windows Server 2016）

‧ Windows Server容器：透過程序和命名空間隔離技術提供應用程式隔離功能，讓運作於Windows Server容器環境內的容器能夠共用系統核心資源，這樣的運作方式與Linux容器環境類似。

‧ Hyper-V容器：享有獨立系統核心資源，採用經過最佳化程序的VM虛擬主機執行容器環境，有效擴充原有Windows Server容器所提供的隔離環境。值得注意的是，執行Hyper-V容器的VM虛擬主機並非傳統的Hyper-V VM虛擬主機，而是運作Windows Server容器的特殊VM虛擬主機，並且具備獨立的系統核心、Guest運算服務、基礎系統執行程序等等。

Windows容器運作環境需求

在Windows容器環境需求方面，採用Windows Server 2016雲端作業系統建立Windows容器環境時，不管採用的是GUI圖形介面版本、Server Core文字介面版本，甚至是最精簡的Nano Server版本，都同時支援「Windows Server容器和Hyper-V容器」。

但是，倘若採用Windows 10桌面端作業系統欲建立Windows容器環境時，並不支援建立Windows Server容器運作環境，而是僅支援建立「Hyper-V容器」運作環境，並且只有採用Windows 10專業版和企業版，以及安裝和啟用Hyper-V角色才有提供建立Hyper-V容器運作環境。

此外，在Windows容器運作環境中具備兩種容器映像檔：Windows Server Core和Nano Server容器映像檔，然而並非所有作業系統版本都同時支援運作這兩種容器映像檔。在表1中，分別條列作業系統版本支援的Windows容器類型以及容器映像檔。

表1 各個作業系統所支援的Windows容器類型與映像檔

值得注意的是，倘若管理人員希望在Hyper-V虛擬化平台中的VM虛擬主機，能夠同時運作Windows Server容器環境及Hyper-V容器環境，因為先前已經說明Hyper-V容器環境是運作特殊的VM虛擬主機，所以上層的這台VM虛擬主機必須啟用「巢狀式虛擬化」（Nested Virtualization）功能才行。

簡單來說，管理人員必須確保Hyper-V虛擬化平台符合運作巢狀式虛擬化機制，以便將「虛擬化擴充功能」（Virtualization Extensions）也就是底層硬體輔助虛擬化技術，傳遞給Hyper-V虛擬化平台上運作的VM虛擬主機當中的客體作業系統，達成VM虛擬主機中再生出VM虛擬主機的巢狀式虛擬化運作架構，如圖4所示。

▲圖4 Hyper-V虛擬化平台巢狀式虛擬化運作架構示意圖。（圖片來源：Virtualization Blog - Windows Insider Preview: Nested Virtualization）

實戰架設Windows Server容器環境

說明過容器的類型與運作環境需求之後，就來實際動手打造Windows Server容器環境。

下載及安裝Docker運作環境

首先，透過OneGet Provider機制，安裝PowerShell的Docker模組，以便稍後Windows Server能夠運作Docker運作環境。

開啟PowerShell命令視窗，並鍵入「Install-Module -Name DockerMsftProvider -Repository PSGallery -Force」指令，系統便會自動由PowerShell Gallery中下載及安裝Docker-Microsoft PackageManagement。

執行下載及安裝指令後，當PowerShell視窗出現「需要NuGet提供者才能繼續」的詢問訊息時，按下〔Y〕鍵以便繼續安裝程序。

接著，執行「Install-Package -Name docker -ProviderName DockerMsftProvider -Force」指令，使用PackageManagement中的PowreShell模組安裝最新版本的Docker運作環境，如圖5所示。

▲圖5 為Windows Server安裝Docker運作環境。

當安裝程序完成後，系統會提示應該要重新啟動主機，以便Windows Server內的Docker運作環境能夠套用生效，所以執行「Restart-Computer -Force」指令重新啟動Windows Server主機。

▲ 圖6 負責Docker運作環境中容器的虛擬網路。