Docker

一、什么是Docker

Docker是开发，运行和部署应用程序的开放管理平台

• 开发人员能利用docker开发和运行应用程序
• 运维人员能利用docker部署和管理应用程序

二、为什么使用docker

• Docker使您能够将应用程序与基础架构分开 以便您快速交付软件
• 借助Docker 可以像管理应用程序一样管理基础架构
• 通过利用Docker的方法快速进行运输 测试 和部署代码 可以显著缩短编写代码和在生产环境中运行代码之间的延迟
• 如：
  • 开发人员在本地编写代码 可以使用Docker与同事进行共享 实现协同工作
  • 使用Docker开发完成程序 可以直接对应用程序执行自动和手动测试
  • 当开发人员发现错误或者BUG时，可以直接在开发环境中修复后 并迅速将他们重新部署到测试环境进行测试和验证
  • 利用Docker开发完成后 交付时 直接交付Ddock 也就意味着交付完成 后续如果有提供修补程序或者更新 需要推送到生成环境运行起来 也是一样的简单
• Docker主要解决的问题：
  • 保证程序运行环境的一致性
  • 降低配置开发环境 生产环境的复杂度和成本
  • 实现程序的快速部署和分发

三、Docker整体结构了解

Docker引擎介绍（Docker Engine）

• Docker Engine是一个包含以下组件的客户端-服务端（C/S）应用程序
  • 服务端：一个长时间运行的守护进程（Docker Daemon）
  • REST API：一套用于与Docker Daemon通信并指示其执行操作的接口
  • 客户端：命令执行接口CLI（Command Line Interface）
• CLI利用Docker命令通过REST API 直接操控Docker Daemon执行操作
• Docker Daemon负责创建并管理Docker的对象（镜像、容器、网络、数据卷）

Docker结构概览图

Docker结构简介：

• Docker客户端（Docker Client）
  • Docker客户端是用户与Docker进行交互的最主要方式。当在终端输入docker命令时 对应的就会在服务端产生对应的作用 并把结果返回给客户端 Docker Client除了连接本地服务端 通过更改或者指定DOCKET_HOST连接远程的服务端
• Docker服务端（Docker Server）
  • Docker Daemon其实就是Docker的服务端 他负责监听Docker API请求（如：Docker Client）并管理Docker对象（Docker Object） 如镜像 容器 网络 数据卷等
• Docker Registries
  • 俗称Docker仓库 专门用于存储镜像的云服务器环境
  • Docker Hub 就是一个公有的存放镜像的地方 类似GitHub存储代码文件 同样的也可以类似GitHub那样创建私有的仓库。
• Docker 对象（Docker Objects）
  • 镜像：一个Docker的可执行文件 其中包括运行应用程序所需的所有代码内容 依赖库 环境变量和配置文件等
  • 容器：镜像被运行起来后的实例。
  • 网络：外部或者容器间如何相互访问的网络方式 如host、bridge模式
  • 数据卷：容器与宿主机之间、容器与容器之间共享存储方式，类似虚拟机与主机之间的共享文件目录。

Docker底层使用的技术介绍（一）

• Docker使用Go语言实现

• Docker利用Linux内核的几个特性来实现功能：

  • 利用Linux的命名空间（Namespaces）
  • 利用Linux的控制组（Control Groups）
  • 利用Linux的联合文件系统（Union Files Systems）

  这也就意味着Docker只能在Linux运行

  在windows、MacOS上运行Docker 其实本质上是借助了虚拟化技术 然后在Linux虚拟机上运行的Doc而程序

• 容器格式：

  • Docker Engine将namespace、cgroups、UnionFS进行组合sss后的一个package，就是一个容器格式（Container Format）。Docker通过对这个package中的namespace、cgroups、UnionFS进行管理控制实现容器的创建和生命周期管理
  • 容器格式（Container Format）有多种，其中Docker目前使用的容器格式被称为libcontainer

Docker底层使用的技术介绍（二）

• Namespace（命名空间）：为Docker容器提供操作系统层面的隔离
  • 进程号隔离：每一个容器内运行的第一个进程，进程号总是从1开始算起
  • 网络隔离：容器的网络与宿主机或其他容器的网络是隔离的、分开的，也就是相当于两个网络
  • 进程间通隔离：容器中的进程与宿主机或其他容器中的进程是互不可见的，通信需要借助网络
  • 文件系统挂在隔离：容器拥有自己单独的工作目录
  • 内核以及系统版本号隔离：容器查看内核版本号或者系统版本号时，查看的是容器的而非宿主机的
• Control Groups（控制组-cgroups）:为Docker容器提供硬件层面的隔离
  • 控制组能控制应用程序所使用的硬件资源
  • 基于该性质 控制组帮助docker引擎将硬件资源共享给容器使用 并且加以约束和限制，如控制容器所使用的内存大小
• Union File System（联合文件系统–UnionFS）：利用分层（layer）思想管理镜像和容器

总结

• 重点掌握Docker以下组件或对象直接的联系：
  • Docker Client CLI
  • Docker Daemon（Docker server）
  • Docker Object
  • Registry
• 了解以下列出的DOK而使用的底层技术
  • Namespaces
  • Control Groups
  • Union File System
  • Container Format

Docker核心技术之镜像

镜像简介

• 镜像是一个Docker的可执行文件，其中包括运行应用程序所需的所有代码内容、依赖库、环境变量和配置文件等
• 通过镜像可以创建一个或多个容器

镜像管理

镜像搜索 docker search

• 作用：

  搜索Docker Hub（镜像仓库）上的镜像

• 命令格式：

  docker search [OPTIONS] TERM

• 命令参数（OPTIONS）：

  • -f, –filter filter：根据提供的格式进行筛选结果
  • –format string：利用Go语言的format格式化输出结果
  • –limit int：展示最大的结果数，默认25个
  • –no-trunc：内容全部展示

Docker核心技术之容器

什么是容器？

容器是一种轻量级、可移植、并将应用程序进行打包的技术，使应用程序可以在几乎任何一个地方以相同的方式运行

• Docker将镜像文件运行起来后，产生的对象就是容器。容器相当于是镜像运行起来的一个实例
• 容器具备一定的生命周期
• 另外，可以借助docker ps命令查看运行的容器，如同在Linux上利用ps命令查看运行着的进程那样

容器与虚拟机对比（一）

• 容器和虚拟机一样，都会对物理硬件资源进行共享使用
• 容器和虚拟机的生命周期比较相似（创建、运行、暂停、关闭等等）
• 容器中或虚拟机中都可以安装各种应用，如：Redis、MySQL、Nginx等，也就是说，在容器中的操作，如同在一个虚拟机（操作系统）中操作一样
• 同虚拟机一样，容器创建后，会存储在宿主机上：Linux上位于/var/lib/docker/container下

容器与虚拟机不同点 对比（二）

注意：容器并不是虚拟机 但他们有很多相似地方

• 虚拟机的创建、启动和关闭都是基于一个完整的操作系统。一个虚拟机就是一个完整的操作系统。而容器直接运行在宿主机的内核上，其本质上以一系列进程的结合
• 容器是轻量级的，虚拟机是重量级的。首先容器不需要额外的资源来管理（不需要Hypervisor、GuestOS），虚拟机额外更多的性能消耗；其次，创建、启动和关闭容器，如同创建、启动和关闭进程name轻松，而创建、启动和关闭一个操作系统就没有这么方便了
• 也因此，意味着在给定的硬件上能运行更多数量的容器，甚至可以直接把Docker运行在虚拟机上。

容器的生命周期

虚拟机的生命周期

容器的生命周期

容器的创建——docker create

• 作用：利用镜像创建出一个Created 状态的待启动容器
• 命令格式：
  • docker create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG….]
• 命令参数（OPTIONS）：
  • -t, –ty：分配一个伪TTY，也就是分配虚拟终端
  • -i, interactive：即使没有连接，也要保持STDIN打开
  • –name：为容器起名，如果没有指定将会随机产生一个名称
• 命令参数（COMMAND）：
  • COMMAND表示容器启动后，需要在容器中执行的命令，如ps,ls等命令
  • ARG表示执行COMMMAND时需要提供一些参数，如ps命令的aux,ls命令的-a等等