從docker介紹及其簡介

1、引言

1.我本地代碼運行沒問題啊，可是別人機器運行不了，從而致使環境不一致的問題

2.那個兄弟又寫死循環了，怎麼這麼卡，在多用戶的操做系統下，會相互影響。

3. 天貓雙十一的狀況下，用戶量暴漲，從而致使運維成本太高的問題

2、docker的由來

Docker 是一個開源項目，誕生於 2013 年初，最初是dotCloud 公司內部的一個業餘項目。它基於 Google 公 司推出的 Go 語言實現。2013年3月，dotCloud公司的創始人之一，Docker之父，28歲的Solomon Hykes正式決定，將Docker項目開源。

聽從了 Apache 2.0 協議，項目代碼在 GitHub上進行 維護。Docker 自開源後受到普遍的關注和討論，以致於 dotCloud公司後來都更名爲 Docker Inc。Redhat已經 在其 RHEL6.5 中集中支持 Docker；Google 也在其 PaaS產品中普遍應用。Docker 項目的目標是實現輕量級的 操做系統虛擬化解決方案。 Docker 的基礎是 Linux 容器（LXC）等技術。在 LXC 的基礎上 Docker 進行了進一 步的封裝，讓用戶不須要去關心容器的管理，使得操做更爲簡便。用戶操做 Docker 的容器就像操做一個快速輕量級的虛擬機同樣簡單。Docker 可讓開發者打包他們的應用以及依賴包到一個輕量級、可移植的容器中，然 後發佈到任何流行的 Linux 機器上，也能夠實現虛擬化。容器是徹底使用沙箱機制，相互之間不會有任何接口 （相似iPhone 的 app）,更重要的是容器性能開銷極低。

3、爲何要有docker？(why?)

先說docker是幹啥用的。由於如今物理服務器是很強大的，咱們若是在一臺物理機上只跑一個服務就浪費了。而同時跑不少服務他們之間又互相影響，好比一個服務出了內存泄漏把整個服務器的內存都佔滿了，其餘服務跟着倒黴。因此要把每一個服務都必須隔離起來，讓它們只使用本身那部分有限的CPU、內存、硬盤以及本身所依賴的軟件包。在容器技術以前，這個最先是用的是虛擬機--------業界的網紅。虛擬機技術的表明，是VMWare和OpenStack。因此，早先每一個服務之間是用虛擬機來實現隔離的,可是對資源有點浪費，因而就有了docker，一個機器上能夠裝十幾個到幾十個docker,他們共享操做系統核心，佔用資源少，啓動速度快，但又能提供資源（CPU、內存、磁盤等）的必定程度的隔離。

簡單來講就是，不一樣的應用程序所依賴的環境不同，若是把他們依賴的軟件都安裝在一個服務器上，不只須要調試好久，並且可能會有衝突。

若是想把兩個應用程序隔離起來，能夠在服務器上建立不一樣的虛擬機，不一樣的虛擬機放不一樣的應用，可是虛擬機的開銷比較高。docker做爲輕量級的虛擬機，是一個很好的工具。

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4、什麼是docker？(what?)

引入：咱們知道，軟件的依賴環境大體包括配置文件、代碼、tomcat（web輕量應用服務器）、JDK（軟件開發工具包）、操做系統

• IT 軟件中所說的 「Docker」 ，是指容器虛擬化技術，docker自己並非容器，而是用於支持建立和使用 Linux 容器的工具。

• 在實際應用中是軟件部署的一種解決方案：做爲一個軟件集裝箱化平臺，可讓開發者構建應用程序時，將它與其依賴環境一塊兒打包到一個容器中，而後很容易地發佈和應用到任意平臺中也能夠實現虛擬化，容器是徹底使用沙箱機制，相互之間不會有任何接口。同時，也提高計算機硬件資源的利用率。

  補充 說明：

  # 沙箱機制（Sandboxie）
  1、沙箱是什麼？
  　　沙箱是一個虛擬系統程序，沙箱提供的環境相對於每個運行的程序都是獨立的，並且不會對現有的系統產生影響，即沙箱提供一個限制該應用程序對系統資源的訪問權限。
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  2、沙箱的應用
  　　（1）搭建測試環境。沙箱的應用只能訪問本身的應用訪問目錄，而不能應用之間的資源進行共享，這樣就造成了一個相對安全的機制，因爲沙箱具備很是良好的獨立性、隔離性，因此可以搭建一些具備高風險的軟件進行測試。
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  　　（2）應用容器的利用，如Docker就是應用沙箱機制，這樣使得應用組件通過Docker的封裝，使得在項目的遷移、測試環境到生產環境的部署，保證了應用程序的運行環境保持一致性，同時也減小大量在環境搭建上的工做量。

示例

1. 首先，鯨魚是操做系統。要交付的應用程序是各類貨物，要將各類形狀和尺寸不一樣的貨物放到大鯨魚上，得考慮每件貨物怎麼安放（應用程序配套的環境），還得考慮貨物和貨物之間可否重疊起來（應用程序依賴的環境是否會衝突）。

2. 如今使用了集裝箱（容器）把每件貨物都放到集裝箱裏，這樣大鯨魚能夠用一樣地方式安放、堆疊集裝了，省事省力。

3. 即：打包放到鯨魚上，鯨魚放到服務器上。也就是搭建（建立）=》運輸（發送）=》運行：「build——ship——run」，這樣在本身的電腦上怎麼運行，在服務器上也會怎麼運行。

用docker運行一個程序的過程：

去倉庫把鏡像拉到本地，而後用一條命令把鏡像運行起來，變成容器。

5、docker的思想

集裝箱：

• 會將全部須要的內容放到不一樣的集裝箱中，誰須要這些環境就直接拿到這個集裝箱就能夠

標準化

• 運輸的標準化：docker有一個碼頭全部上傳的集裝箱都放在了這個碼頭上，當誰須要某一個環境，就直接指派大鯨魚去搬運這個集裝箱就能夠了

• 命令的標準化：docker提供了一系列的命令，幫助咱們去獲取集裝箱等等操做,固然，也能夠上傳等操做

• 提供了REST的API:衍生出了不少的圖形化界面，Rancher等

  • PS：REST API是一組關於如何構建Web應用程序API的架構規則、標準或指導，REST API遵循API原則的架構風格。REST是專門針對Web應用程序而設計的，其目的在於下降開發的複雜度，提升系統的可伸縮性。

隔離

• docker在運行集裝箱內的內容時，會在linux的內核中單獨的開闢一片空間，這片空間不會影響到其餘程序

 

6、docker的核心

docker三大核心：鏡像、容器、倉庫

鏡像:（Image）=>複製的程序

定義：Docker 鏡像能夠看做是一個特殊的文件系統（模板），除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些爲運行時準備的一些配置參數（如匿名卷、環境變量、用戶等）

做用：相似於虛擬機的快照，用來建立新的容器

特色：鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建以後也不會被改變。

容器:（Container）=>集裝箱

• 鏡像（Image）和容器（Container）的關係，就像是面向對象程序設計中的類和實例同樣，鏡像是靜態 的定義，容器是鏡像運行時的實體。容器能夠被建立、啓動、中止、刪除、暫停等。

倉庫: （Repository）=存放鏡像的地方

用來保存鏡像的倉庫，控制版本，相似於git。當咱們構建好本身的鏡像以後，須要存放在倉庫中，當咱們須要啓動一個鏡像時，能夠在倉庫中下載下來。

7、docker的做用

• 解決運行環境不一致所致使的問題。這樣就不會產生「本地運行沒問題，可一到服務器上就不行了」的狀況。

• 限定最大的cpu使用內存硬盤，這樣就起到了隔離的做用，避免產生「一塊代碼產生死循環，把磁盤佔滿了，其它程序也掛了」的狀況。

• 雙11時擴展機器用,下降運維人員的成本。

總結：

docker的標準化讓快速擴展，彈性伸縮變得簡單

使用以前：

每次發佈一個程序，都要走一遍如下的流程：

使用以後：

遷移的時候，只須要在新的服務器上啓動須要的容器就能夠了，

不管新舊服務器是不是同一類別的平臺。這無疑幫助咱們節約了大量的寶貴時間，並下降部署過程出現問題的風險。

 

8、docker與虛擬機的比較

做爲一個做爲一種輕量級的虛擬化方式，Docker 在運行應用上跟傳統的虛擬機的方式相比具備以下顯著優點：

• Docker 容器啓動很快，啓動和中止能夠實現秒級，相比傳統的虛擬機方式（分鐘級）要快速不少。

• Docker 容器對系統資源需求不多，一臺主機上能夠同時運行數千個 Docker 容器。

• Docker 經過相似 git 設計理念的操做來方便用戶獲取、分發和更新應用鏡像，存儲複用，增量更新。

• Docker 經過Dockerfile支持靈活的自動化建立和部署機制，能夠提升工做效率，並標準化流程。

 

特性	容器	虛擬機
啓動速度	秒級	分鐘級
隔離級別	進程級	操做系統級別
隔離策略	CGroups	Hypervisor
性能	接近原生	較好
內存	MB級	GB級
系統資源	0~5%	5~15%
鏡像儲存	KB-MB	GB-TB
硬盤適應	MB級	GB級
集羣規模	上萬	上百
運行密度	單臺主機支持上千個	單臺主機支持幾個
隔離性	安全隔離	徹底隔離
遷移	優秀	通常
高可用策略	彈性、負載、動態	備份、容災、遷移

docker比VM快的緣由:

1. docker有着比虛擬機更少的抽象層

   • 因爲docker不須要Hypervisor實現硬件資源虛擬化,運行在docker容器上的程序直接使用的都是實際物理機的硬件資源 所以在CPU、內存利用率上docker將會在效率上有明顯優點

2. docker利用的是宿主機的內核，而不須要Centos

   • 所以當新建一個容器時,docker不須要和虛擬機同樣從新加載這個操做系統內核 進而避免尋找、加載操做系統內核比較費時費資源的過程

3. 當新建個虛擬機時，虛擬機軟件須要加載Centos這個新建過程是"分鐘級別的"

   • docker因爲直接利用宿主機的操做系統，則省略了這個個過程所以新建一個docker容器只須要"幾秒鐘"

9、docker與虛擬化

Docker 以及其餘容器技術，都屬於操做系統虛擬化範疇，操做系統細膩化最大的特色就是不須要額外的 supervisor 支持。Docker 虛擬化方式之因此有衆多優點，跟操做系統虛擬化技術自身的設計和實現分不開。

傳統方式是在硬件層面實現虛擬化，須要有額外的虛擬機管理應用和虛擬機操做系統層。Docker 容器時在操做系統層面實現虛擬化，直接複用本地主機的操做系統，所以更加輕量級。

虛擬機技術：

• 在一個操做系統之上運行 / 安裝另外一種操做系統

• 應用程序, 操做系統和硬件三者之間的關係不變

缺點：

1. 資源佔用多

2. 冗餘步驟多

3. 啓動慢(分鐘級)

容器虛擬化技術：

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• 不是模擬一個完整的操做系統, 他是將軟件運行所須要的全部資源打包到一個隔離的容器

• 只須要軟件工做所須要的庫資源和設置

• 所以系統變得高效輕量, 且能保證任何環境中軟件都能始終如一的運行

10、docker的運行原理

docker的基本架構圖：

低層原理

原理解析

• docker pull的時候，Docker damemon先在本地倉庫中找，若是沒有，再去中央倉庫中拉取，拉取到本地倉庫就行了。

• docker run的時候，也是先在本地倉庫中找，若是有，直接放到容器裏用。不然，去中央倉庫中拉取。

docker的工做方式：

• Docker是一個Client-Server結構的系統

• Docker守護進程運行在主機上，而後經過Socket鏈接從客戶端訪問， 守護進程從客戶端接受命令並管理運行在主機上的容器，而容器，就是一個運行時的環境

 

11、docker理念（在開發和運維之間的優點）：

docker的理念：一次構建到處運行

對於開發和運維人員來講，最求之不得的效果可能就是一次建立和配置，以後能夠在任意地方、任意時間讓應用正常運行，而 Docker 偏偏能夠實現這一中級目標。具體來講，在開發和運維過程當中，Docker 具備如下幾個方面的優點：

• 更快的應用交付和部署

  • 傳統的應用開發完成後，須要提供一堆安裝程序和配置說明文檔，安裝部署後需根據配置文檔進行繁雜的配置才能正常運行

  • 使用Docker以後只須要交付少許容器鏡像文件，在正式生產環境加載鏡像並運行便可，應用安裝配置在鏡像裏已經內置好，大大節省部署配置和測試驗證時間

• 更便捷的升級和擴縮容

  • 隨着微服務架構和Docker的發展，大量的應用會經過微服務方式架構，應用的開發構建將變成搭樂高積木同樣，每一個"Docker容"器將變成一塊"積木"，"應用的升級將變得很是容易"

  • 當現有的容器不足以支撐業務處理時，可經過鏡像運行"新的容器進行快速擴容"，使應用系統的擴容從原先的天級變成分鐘級甚至秒級

• 更簡單的運維繫統

  • 應用容器化運行後，生產環境運行的應用可與開發、測試環境的應用"高度一致"，容器會將應用程序相關的環境和狀態徹底封裝起來，不會由於底層基礎架構和操做系統的不一致性給應用帶來影響，產生新的BUG

  • 當出現程序異常時，也能夠經過測試環境的相同容器進行快速定位和修復

• 更高效的計算資源被利用

  • Docker是內核級虛擬化，其不像傳統的虛擬化技術同樣須要額外的Hypervisor支持,因此在一臺物理機上"能夠運行不少個容器實例"，可大大"提高物理服務器的CPU和內存的利用率"

12、docker總結：

• Docker自己並非容器，它是建立容器的工具，是應用容器引擎。

• Docker 是一個容器運行載體或稱之爲管理引擎

• image 文件生成的容器實例，自己也是一個文件，稱爲鏡像文件

• 同一個 image 文件，能夠生成多個同時運行的容器實例

• 一個容器運行一種服務，當咱們須要的時候，就能夠經過docker客戶端建立一個對應的運行實例，也就是咱們的容器

• 至於倉庫，就是放了一堆鏡像的地方，咱們能夠把鏡像發佈到倉庫中，須要的時候從倉庫中拉下來就能夠了

 

附贈寶典祕籍

如下是一些關於docker的參考資料，有興趣的能夠看看：

https://www.zhihu.com/question/28300645

http://blog.51cto.com/ganbing/2085769?from=timeline&isappinstalled=0

http://c.biancheng.net/view/3118.html

https://www.cnblogs.com/mrhelloworld/p/docker1.html