Docker初识

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2021-09-21 15:54 530阅读 0赞

## Docker开源项目背景 ##

Docker是基于Go语言实现的开源容器项目。Docker项目已加入Linux基金会并遵循Apache2.0协议，现在主流的操作系统包括Linux各大发行版、macOS, Windows等都已经支持Docker。例如Redhat RHEL 6.5/CentOS6.5、Ubuntu16.04以及更新的版本，都已经在官方软件源默认带有Docker软件包。

Docker的构想是要实现“Build,Ship and Run Any App, Any where”，即通过对应用的封装（Packaging）、分发（Distribution）、部署（Deployment）、运行（Runtime）生命周期进行管理，达到应用组件级别的“一次封装，到处运行”。这里的应用组件，既可以是一个Web应用、一个编译环境，也可以是一套数据库平台服务，甚至是一个操作系统或集群。

## 使用 Docker优势 ##

作为一种新兴的虚拟化方式，Docker 跟传统的虚拟化方式相比具有众多的优势。

### 更高效的利用系统资源 ###

由于容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销，Docker 对系统资源的利用率更高。无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度，都要比传统虚拟机技术更高效。因此，相比虚拟机技术，一个相同配置的主机，往往可以运行更多数量的应用。

### 更快速的启动时间 ###

传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟，而 Docker 容器应用，由于直接运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。大大的节约了开发、测试、部署的时间。

### 一致的运行环境 ###

开发过程中一个常见的问题是环境一致性问题。由于开发环境、测试环境、生产环境不一致，导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。而 Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境，确保了应用运行环境一致性，从而不会再出现 「这段代码在我机器上没问题啊」 这类问题。

### 持续交付和部署 ###

对开发和运维（[DevOps][]）人员来说，最希望的就是一次创建或配置，可以在任意地方正常运行。

使用 Docker 可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。开发人员可以通过 [Dockerfile][] 来进行镜像构建，并结合 [持续集成(Continuous Integration)][Continuous Integration] 系统进行集成测试，而运维人员则可以直接在生产环境中快速部署该镜像，甚至结合 [持续部署(Continuous Delivery/Deployment)][Continuous Delivery_Deployment] 系统进行自动部署。

而且使用 Dockerfile 使镜像构建透明化，不仅仅开发团队可以理解应用运行环境，也方便运维团队理解应用运行所需条件，帮助更好的生产环境中部署该镜像。

### 更轻松的迁移 ###

由于 Docker 确保了执行环境的一致性，使得应用的迁移更加容易。Docker 可以在很多平台上运行，无论是物理机、虚拟机、公有云、私有云，甚至是笔记本，其运行结果是一致的。因此用户可以很轻易的将在一个平台上运行的应用，迁移到另一个平台上，而不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况。

### 更轻松的维护和扩展 ###

Docker 使用的分层存储以及镜像的技术，使得应用重复部分的复用更为容易，也使得应用的维护更新更加简单，基于基础镜像进一步扩展镜像也变得非常简单。此外，Docker 团队同各个开源项目团队一起维护了一大批高质量的 [官方镜像][Link 1]，既可以直接在生产环境使用，又可以作为基础进一步定制，大大的降低了应用服务的镜像制作成本。

## 对比传统虚拟机总结 ##

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 特性 </td> 
 <td> 容器 </td> 
 <td> 虚拟机 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 启动 </td> 
 <td> 秒级 </td> 
 <td> 分钟级 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 硬盘使用 </td> 
 <td> 一般为&nbsp;MB </td> 
 <td> 一般为&nbsp;GB </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 性能 </td> 
 <td> 接近原生 </td> 
 <td> 弱于 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 系统支持量 </td> 
 <td> 单机支持上千个容器 </td> 
 <td> 一般几十个 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

## Docker架构 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h1ZW1lbmdydWkxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**(1) Docker daemon（Docker守护进程）**

Docker daemon是一个运行在宿主机（DOCKER\_HOST）的后台进程。我们可通过Docker客户端与之通信。

**(2) Client（Docker客户端）**

Docker客户端是Docker的用户界面，它可以接受用户命令和配置标识，并与Docker daemon通信。图中，docker build等都是Docker的相关命令。

**(3) Images（Docker镜像）**

Docker镜像是一个只读模板，它包含创建Docker容器的说明。它和系统安装光盘有点像——我们使用系统安装光盘安装系统，同理，我们使用Docker镜像运行Docker镜像中的程序。

**(4) Container（容器）**

容器是镜像的可运行实例。镜像和容器的关系有点类似于面向对象中，类和对象的关系。我们可通过Docker API或者CLI命令来启停、移动、删除容器。

**(5) Registry**

Docker Registry是一个集中存储与分发镜像的服务。我们构建完Docker镜像后，就可在当前宿主机上运行。但如果想要在其他机器上运行这个镜像，我们就需要手动拷贝。此时，我们可借助Docker Registry来避免镜像的手动拷贝。

一个Docker Registry可包含多个Docker仓库；每个仓库可包含多个镜像标签；每个标签对应一个Docker镜像。这跟Maven的仓库有点类似，如果把Docker Registry比作Maven仓库的话，那么Docker仓库就可理解为某jar包的路径，而镜像标签则可理解为jar包的版本号。

Docker Registry可分为公有Docker Registry和私有Docker Registry。最常用的Docker Registry莫过于官方的Docker Hub，这也是默认的Docker Registry。Docker Hub上存放着大量优秀的镜像，我们可使用Docker命令下载并使用。

## Docker与虚拟机 ##

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Hypervisor层被Docker Engine取代。

*  Hypervisor：[https://baike.baidu.com/item/hypervisor/3353492][https_baike.baidu.com_item_hypervisor_3353492]

虚拟化粒度不同

*  虚拟机利用Hypervisor虚拟化CPU、内存、IO设备等实现的，然后在其上运行完整的操作系统，再在该系统上运行所需的应用。资源隔离级别：OS级别
 *  运行在Docker容器中的应用直接运行于宿主机的内核，容器共享宿主机的内核，容器内部运行的是Linux副本，没有自己的内核，直接使用物理机的硬件资源，因此CPU/内存利用率上有一定优势。资源隔离级别：利用Linux内核本身支持的容器方式实现资源和环境隔离。

参考：

[http://www.docker.org.cn/][http_www.docker.org.cn]

[https://www.w3cschool.cn/reqsgr/][https_www.w3cschool.cn_reqsgr]

[https://www.runoob.com/docker/docker-tutorial.html][https_www.runoob.com_docker_docker-tutorial.html]

[https://www.w3cschool.cn/docker/docker-tutorial.html][https_www.w3cschool.cn_docker_docker-tutorial.html]

[DevOps]: https://zh.wikipedia.org/wiki/DevOps
[Dockerfile]: https://yeasy.gitbooks.io/docker_practice/content/image/dockerfile
[Continuous Integration]: https://en.wikipedia.org/wiki/Continuous_integration
[Continuous Delivery_Deployment]: https://en.wikipedia.org/wiki/Continuous_delivery
[Link 1]: https://hub.docker.com/search/?type=image&image_filter=official
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h1ZW1lbmdydWkxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20210920/fceab6d0a6434d109d06db8aaad33f57.png
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[https_baike.baidu.com_item_hypervisor_3353492]: https://baike.baidu.com/item/hypervisor/3353492
[http_www.docker.org.cn]: http://www.docker.org.cn/
[https_www.w3cschool.cn_reqsgr]: https://www.w3cschool.cn/reqsgr/
[https_www.runoob.com_docker_docker-tutorial.html]: https://www.runoob.com/docker/docker-tutorial.html
[https_www.w3cschool.cn_docker_docker-tutorial.html]: https://www.w3cschool.cn/docker/docker-tutorial.html