1.初识Docker与容器

初识Docker与容器

1、什么是Docker

Docker是基于Go语言实现的开源容器项目。Docker是为解决了运行环境和配置问题的软件容器，方便做持续集成并有助与整体发布的容器虚拟化技术。通过镜像(images)将作业系统核心除外，运作应用程式所需要的系统环境，由下而上打包，达到应用程式跨平台间的无缝接轨运作。

Docker的主要目标是“Build，Ship and Run Any App,Anywhere”，也就是通过对应用组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理，使用户的APP（可以是一个WEB应用或数据库应用等等）及其运行环境能够做到“一次镜像，处处运行”。将应用打成镜像，通过镜像成为运行在Docker容器上面的实例，而 Docker容器在任何操作系统上都是一致的，这就实现了跨平台。

官网：https://www.docker.com/

仓库：https://hub.docker.com/

Docker架构

Docker使用客户端-服务器架构。Docker客户端与Docker守护进程通信，后者完成构建、运行和分发Docker容器的繁重工作。Docker客户端和守护进程可以运行在同一个系统上，或者您可以将Docker客户端连接到远程Docker守护进程。Docker客户端和守护进程使用REST API，通过UNIX套接字或网络接口进行通信。另一个Docker客户端是Docker Compose，它允许你处理由一组容器组成的应用程序。

• Docker守护进程

  Docker守护进程(dockerd)监听Docker API请求，管理Docker对象，如镜像、容器、网络和卷。守护进程还可以与其他守护进程通信以管理Docker服务。

• Docker客户端

  Docker客户端(Docker)是许多Docker用户与Docker交互的主要方式。当您使用诸如docker run之类的命令时，客户端将这些命令发送给dockerd，后者执行这些命令。docker命令使用docker API。Docker客户端可以与多个守护进程通信。

• Docker registries

  Docker注册表存储Docker镜像。Docker Hub是一个任何人都可以使用的公共注册表，默认情况下Docker会在Docker Hub上查找图像。您甚至可以运行自己的私人注册表。

• 镜像

  镜像是一个只读模板，带有创建Docker容器的说明。通常，一个映像基于另一个映像，并进行一些额外的定制。

• 容器

  容器是镜像的可运行实例。您可以使用Docker API或CLI创建、启动、停止、移动或删除容器。您可以将容器连接到一个或多个网络，将存储附加到其上，甚至可以根据其当前状态创建新映像。默认情况下，容器相与其他容器及其主机隔离。您可以控制容器的网络、存储或其他底层子系统与其他容器或主机的隔离程度。

• 底层隔离原理

  Docker使用名为名称空间的技术来提供称为容器的隔离工作空间。当你运行一个容器时，Docker会为这个容器创建一组命名空间。

  这些名称空间提供了一层隔离。容器的每个方面都在单独的名称空间中运行，其访问仅限于该名称空间。

2、为什么使用Docker

Docker容器虚拟化的好处

• 更快速的交付和部署

  开发人员可以使用镜像来快速构建一套标准的开发环境；开发完成之后， 测试和运维人员可以直接使用完全相同的环境来部署代码。 只要是开发测试过的代码， 就可以确保在生产环境无缝运行。 Docker 可以快速创建和删除容器， 实现快速迭代， 节约开发、 测试、 部署的大量时间。

• 更高效的资源利用

  运行Docker 容器不需要额外的虚拟化管理程序(Virtual MachineManager) 的支持，需要从硬件层面实现虚拟化。 Docker 是内核级的虚拟化， 可以直接复用本地主机的操作系统实现更高的性能， 同时对资源的额外需求很低。与传统虚拟机方式相比， Docker 的性能要提高1~2 个数量级。

• 更轻松的迁移和扩展

  Docker 容器几乎可以在任意的平台上运行，支持主流的操作系统发行版本。

• 更简单的更新管理

  使用Dockerfile, 只需要小小的配置修改， 就可以替代以往大量的更新工作。所有修改都以增量的方式被分发和更新， 从而实现自动化并且高效的容器管理。

Docker与虚拟机比较

传统方式是在硬件层面实现虚拟化，需要有额外的虚拟机管理应用和虚拟机操作系统层。

Docker容器是在操作系统层面上实现虚拟化直接复用本地主机的操作系统，因此更加轻量级。

每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统 ，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。

对比如下：

• Docker 容器很快， 启动和停止可以在秒级实现， 这相比传统的虚拟机方式（数分钟）要快得多；
• Docker 容器对系统资源需求很少， 一台主机上可以同时运行数于个Docker 容器；
• Docker 通过类似Git设计理念的操作来方便用户获取、分发和更新应用镜像， 存储复用， 增量更新；
• Docker 通过Dockerfile 支持灵活的自动化创建和部署机制， 以提高工作效率， 并标准化流程。

Docker为什么快

1. docker有着比虚拟机更少的抽象层

   由于docker不需要Hypervisor(虚拟机)实现硬件资源虚拟化,运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有明显优势。

2. docker利用的是宿主机的内核,而不需要加载操作系统OS内核

   当新建一个容器时,docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。进而避免引寻、加载操作系统内核返回等比较费时费资源的过程,当新建一个虚拟机时,虚拟机软件需要加载OS,返回新建过程是分钟级别的。而docker由于直接利用宿主机的操作系统,则省略了返回过程,因此新建一个docker容器只需要几秒钟。