Docker介紹基本概念(一)

時間 2020-05-08

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Docker介紹基本概念

1.什麼是Docker?

說實話關於Docker是什麼並太好說，下面我經過四點向你說明Docker究竟是個什麼東西。前端

Docker是世界領先的軟件容器平臺。docker
Docker使用Google公司推出的Go語言進行開發實現，基於Linux內核的cgroup，namespace，以及AUFS類的UnionFS等技術，對進程進行封裝隔離，屬於操做系統層面的虛擬化技術。因爲隔離的進程獨立於宿主和其它的隔離的進程，所以也稱其爲容器。Docke最初實現是基於LXC。數據庫
Docker可以自動執行重複性任務，例如搭建和配置開發環境，從而解放了開發人員以便他們專一在真正重要的事情上：構建傑出的軟件。後端
用戶能夠方便地建立和使用容器，把本身的應用放入容器。容器還能夠進行版本管理、複製、分享、修改，就像管理普通的代碼同樣。安全

2.Docker思想

集裝箱服務器
標準化： ①運輸方式、②存儲方式、 ③API接口網絡
隔離架構

3.Docker容器的特色

輕量，在一臺機器上運行的多個Docker容器能夠共享這臺機器的操做系統內核；它們可以迅速啓動，只需佔用不多的計算和內存資源。鏡像是經過文件系統層進行構造的，並共享一些公共文件。這樣就能儘可能下降磁盤用量，並能更快地下載鏡像。性能
標準，Docker容器基於開放式標準，可以在全部主流Linux版本、Microsoft Windows以及包括VM、裸機服務器和雲在內的任何基礎設施上運行。測試
安全，Docker賦予應用的隔離性不只限於彼此隔離，還獨立於底層的基礎設施。Docker默認提供最強的隔離，所以應用出現問題，也只是單個容器的問題，而不會波及到整臺機器。

4.爲何要用Docker

Docker的鏡像提供了除內核外完整的運行時環境，確保了應用運行環境一致性，從而不會再出現「這段代碼在我機器上沒問題啊」這類問題；——一致的運行環境
能夠作到秒級、甚至毫秒級的啓動時間。大大的節約了開發、測試、部署的時間。——更快速的啓動時間
避免公用的服務器，資源會容易受到其餘用戶的影響。——隔離性
善於處理集中爆發的服務器使用壓力；——彈性伸縮，快速擴展
能夠很輕易的將在一個平臺上運行的應用，遷移到另外一個平臺上，而不用擔憂運行環境的變化致使應用沒法正常運行的狀況。——遷移方便
使用Docker能夠經過定製應用鏡像來實現持續集成、持續交付、部署。——持續交付和部署

容器 VS 虛擬機

簡單來講：容器和虛擬機具備類似的資源隔離和分配優點，但功能有所不一樣，由於容器虛擬化的是操做系統，而不是硬件，所以容器更容易移植，效率也更高。

二者對比圖

傳統虛擬機技術是虛擬出一套硬件後，在其上運行一個完整操做系統，在該系統上再運行所需應用進程；而容器內的應用進程直接運行於宿主的內核，容器內沒有本身的內核，並且也沒有進行硬件虛擬。所以容器要比傳統虛擬機更爲輕便。

容器與虛擬機 (VM) 總結

容器是一個應用層抽象，用於將代碼和依賴資源打包在一塊兒。多個容器能夠在同一臺機器上運行，共享操做系統內核，但各自做爲獨立的進程在用戶空間中運行。與虛擬機相比，容器佔用的空間較少（容器鏡像大小一般只有幾十兆），瞬間就能完成啓動。
虛擬機（VM）是一個物理硬件層抽象，用於將一臺服務器變成多臺服務器。管理程序容許多個VM在一臺機器上運行。每一個VM都包含一整套操做系統、一個或多個應用、必要的二進制文件和庫資源，所以佔用大量空間。並且VM啓動也十分緩慢。

經過Docker官網，咱們知道了這麼多Docker的優點，可是你們也沒有必要徹底否認虛擬機技術，由於二者有不一樣的使用場景。虛擬機更擅長於完全隔離整個運行環境。例如，雲服務提供商一般採用虛擬機技術隔離不一樣的用戶。而Docker一般用於隔離不一樣的應用，例如前端，後端以及數據庫。

容器與虛擬機（VM）二者是能夠共存的

就我而言，對於二者無所謂誰會取代誰，而是二者能夠和諧共存。

Docker中很是重要的三個基本概念，理解了這三個概念，就理解了 Docker 的整個生命週期。

Docker基本概念

Docker包括三個基本概念：

鏡像（Image）
容器（Container）
倉庫（Repository）

鏡像（Image）——一個特殊的文件系統

操做系統分爲內核和用戶空間。對於Linux而言，內核啓動後，會掛載root文件系統爲其提供用戶空間支持。而Docker鏡像（Image），就至關因而一個root文件系統。

Docker鏡像是一個特殊的文件系統，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）。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。

Docker設計時，就充分利用Union FS的技術，將其設計爲分層存儲的架構。鏡像實際是由多層文件系統聯合組成。

鏡像構建時，會一層層構建，前一層是後一層的基礎。每一層構建完就不會再發生改變，後一層上的任何改變只發生在本身這一層。好比，刪除前一層文件的操做，實際不是真的刪除前一層的文件，而是僅在當前層標記爲該文件已刪除。在最終容器運行的時候，雖然不會看到這個文件，可是實際上該文件會一直跟隨鏡像。所以，在構建鏡像的時候，須要額外當心，每一層儘可能只包含該層須要添加的東西，任何額外的東西應該在該層構建結束前清理掉。

分層存儲的特徵還使得鏡像的複用、定製變的更爲容易。甚至能夠用以前構建好的鏡像做爲基礎層，而後進一步添加新的層，以定製本身所需的內容，構建新的鏡像。

容器（Container）——鏡像運行時的實體

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。

容器的實質是進程，但與直接在宿主執行的進程不一樣，容器進程運行於屬於本身的獨立的命名空間。前面講過鏡像使用的是分層存儲，容器也是如此。

容器存儲層的生存週期和容器同樣，容器消亡時，容器存儲層也隨之消亡。所以，任何保存於容器存儲層的信息都會隨容器刪除而丟失。

按照Docker最佳實踐的要求，容器不該該向其存儲層內寫入任何數據，容器存儲層要保持無狀態化。全部的文件寫入操做，都應該使用數據卷（Volume）、或者綁定宿主目錄，在這些位置的讀寫會跳過容器存儲層，直接對宿主（或網絡存儲）發生讀寫，其性能和穩定性更高。數據卷的生存週期獨立於容器，容器消亡，數據卷不會消亡。所以，使用數據卷後，容器能夠隨意刪除、從新run，數據卻不會丟失。

倉庫（Repository）——集中存放鏡像文件的地方

鏡像構建完成後，能夠很容易的在當前宿主上運行，可是，若是須要在其它服務器上使用這個鏡像，咱們就須要一個集中的存儲、分發鏡像的服務，Docker Registry就是這樣的服務。

一個Docker Registry中能夠包含多個倉庫（Repository）；每一個倉庫能夠包含多個標籤（Tag）；每一個標籤對應一個鏡像。因此說：鏡像倉庫是Docker用來集中存放鏡像文件的地方相似於咱們以前經常使用的代碼倉庫。

一般，一個倉庫會包含同一個軟件不一樣版本的鏡像，而標籤就經常使用於對應該軟件的各個版本。咱們能夠經過<倉庫名>:<標籤>的格式來指定具體是這個軟件哪一個版本的鏡像。若是不給出標籤，將以latest做爲默認標籤。

這裏補充一下Docker Registry公開服務和私有Docker Registry的概念：

Docker Registry公開服務是開放給用戶使用、容許用戶管理鏡像的Registry服務。通常這類公開服務容許用戶免費上傳、下載公開的鏡像，並可能提供收費服務供用戶管理私有鏡像。

最常使用的Registry公開服務是官方的Docker Hub ，這也是默認的Registry，並擁有大量的高質量的官方鏡像，網址爲：hub.docker.com/ 。在國內訪問Docker Hub可能會比較慢國內也有一些雲服務商提供相似於Docker Hub的公開服務。

除了使用公開服務外，用戶還能夠在本地搭建私有Docker Registry 。Docker官方提供了Docker Registry鏡像，能夠直接使用作爲私有Registry服務。開源的Docker Registry鏡像只提供了Docker Registry API的服務端實現，足以支持Docker命令，不影響使用。但不包含圖形界面，以及鏡像維護、用戶管理、訪問控制等高級功能。