云原生 | Docker篇程序猿，千万别说你不知道Docker

Posted 2022-07-24 Binaire沐辰

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了云原生 | Docker篇程序猿，千万别说你不知道Docker相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

如果现在有人问你会docker吗，结果你反过来问他Docker是什么？都没听过，那么你就太out了，所以赶紧学起来。今天我们就保持着对docker的疑问和好奇，一起来看看docker到底是什么东东！！

一、容器技术

1.1 历史技术

在很久之前，如果我们要部署一个APP，需要准备一台物理服务器，然后在这台物理服务器上面安装一个操作系统（Windows、Linux），在操作系统里部署application。那么这么做有什么问题呢？

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部署非常慢
准备服务器，买服务器，将服务器部署到机房里面，再安装操作系统，之后再安装APP。而安装App可能比较复杂，需要一些系统环境的依赖。
成本非常高
部署app需要购买一个服务器，尽管APP非常小。
资源浪费
APP非常小，导致内存或cpu用不完。
难于迁移或扩展
如果要迁移APP，我们就需要额外准备一台物理服务器，安装好操作系统，再把这个APP一步步部署上去；扩展时，我们可能需要购买一个更好的服务器，然后迁移过去之后，再对APP进行扩展。
可能会被限定硬件厂商限定
刚开始选定了一个硬件厂商，之后想把这个APP迁移到其他平台上面，就需要对这个APP做很多的改变。

这种模式有这么多问题，而随着技术的发展，出现了一种解决该问题的新技术——虚拟化技术

1.2 虚拟化技术

虚拟化技术的实现方式：

在原先的物理服务器上面，通过Hypervisor，然后去做物理资源的虚拟化（物理资源：CPU、内存、硬盘），之后在之上安装操作系统，也就是虚拟机。如果我们整个物理机底层物理资源非常丰富，我们可以做一个物理资源的限定和调度，从而实现物理资源利用率的最大化。

一个物理机可以部署多个APP
每个APP可以独立运行在一个虚拟机里

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虚拟机的优点

资源池一个物理机的资源分配到了不同的虚拟机里，硬件资源最大化的利用。
容易扩展加物理机或虚拟机
容易云化亚马逊AWS、微软、谷歌、腾讯、阿里云等

现在大多数公司都把业务部署在云上面，基本都使用了虚拟化技术，既然虚拟化技术这里牛，为什么还要去学习容器化技术呢？是因为虚拟化技术具有局限性。

虚拟化的局限性

每一个虚拟机都是一个完整的操作系统，Guest OS通常会占用不少的硬件资源。为了应用系统运行的性能，还要给其分配更多的资源，当虚拟机数量增多时，操作系统本身消耗的资源势必成倍增多。

1.3 容器为什么会出现？

一款产品从开发到上线，一般都会有开发环境，测试环境，运行环境。

开发和线上代码(同一套代码)。开发人员开发了一套软件，并在开发中测试发现没有问题，然而运维人员部署运行这个软件，发现跑不了，出现了各种问题(启动参数、环境问题、漏配了参数)等问题。

这就导致开发和运维人员之间产生了矛盾。开发人员在开发环境将代码跑通，但是到了上线的时候就崩了。还要重新检查软件、依赖、运行环境、操作系统等等，这大大降低了效率。

因此，容器出现了，容器的英文名是container，集装箱，它是一种标准，我们通过集装箱去运输，不管里面是什么东西。只要按照这个标准打包app，这个打包好的container是可以运行在任何环境上。

容器解决了什么问题？

解决了开发和运维之间的矛盾
在开发和运维之间搭建了一个桥梁，是实现devops的最佳解决方案。

1.4 什么是容器？

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对软件和其依赖的标准化打包
应用之间相互隔离
共享同一个OS Kernel
可以运行在很多主流操作系统上

1.5 容器和虚拟机的区别

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实现原理技术不同
虚拟机是用来进行硬件资源划分的完美解决方案，利用的是硬件虚拟化技术，通过Hypervisor层来实现对资源的彻底隔离；
容器则是操作系统级别的虚拟化，利用的是内核的Cgroup和Namespace特性，仅仅是进程本身就可以互相隔离。
使用的资源方面不同
Docker容器与主机共享操作系统内核，不同容器之间可以共享部分系统资源，因此，更加轻量级，消耗的资源更少；
虚拟机会独占分配给自己的资源，各个虚拟机之间完全隔离，更重量级，同样消耗的资源也更多。
应用场景不同
虚拟机——不考虑资源消耗且需要资源完全隔离
Docker容器——隔离进程且需要运行大量进程实例

特性	容器	虚拟机
启动时间	秒级	分钟级
大小	一般为MB	一般为GB
性能	接近物理机	弱于
系统支持量	单机支持上千个容器	一般几十个
资源利用率	高	适中
交付效率	环境一致、部署快、效率高	环境差异、迁移慢。效率低

二、认识一下Docker（面向百度学习）

2.1 docker的由来

在2010年，在美国旧金山有一个默默无闻的小公司，是由几个年轻人创立的叫dotCloud。dotCloud公司主要提供的是基于 PaaS（Platform as a Service，平台即服务）平台为开发者或开发商提供技术服务，并提供的开发工具和技术框架。底层技术上，dotCloud 平台利用了 Linux 的 LXC 容器技术。

为了方便创建和管理这些容器，dotCloud 基于 Google 公司推出的 Go 语言开发了一套内部工具，之后被命名为 Docker。Docker 就是这样诞生的。

2.2 什么是docker

Docker是一个开源的应用容器引擎，基于Go语言并遵从Apache2.0协议开源。
Docker可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化。
容器是完全使用沙箱机制，相互隔离
容器性能开销极低。

简单来说：docker是一种容器技术，解决软件跨环境迁移的问题

2.3 docker的思想

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如同 Docker 的 Logo 一样，Docker 的思想来源于集装箱。

集装箱：将所有需要的内容放到不同的集装箱中，谁需要这些环境直接拿到这个集装箱即可！
标准化：

运输的标准化：docker有一个码头，所有上传的集装箱都放在了这个码头上，当谁需要某一个环境，就直接去搬运这个集装箱就可以了。
命令的标准化：Docker提供了一些列的命令，帮助我们去获取集装箱等等操作。
提供了REST的API：衍生出了很多的图形化界面，Rancher。

隔离性： Docker在运行集装箱内的内容时，会在Linux的内核中，单独的开辟一片空间，这片空间不会影响到其他程序。

2.4 为什么用docker

快速部署：短时间内可以部署成百上千个应用，更快速交付到线上
高效虚拟化：不需要额外hypervisor支持，基于linux内核实现应用虚拟化，相比虚拟机大幅提高性能和效率
节省开支：提高服务器利用率，降低IT支出
简化配置：将运行环境打包保存至容器，使用时直接启动即可
环境统一：将开发，测试，生产的应用运行环境进行标准化和统一，减少环境不一样带来的各种问题
快速迁移和扩展：可实现跨平台运行在物理机、虚拟机、公有云等环境，良好的兼容性可以方便将应用从A宿主机迁移到B宿主机，甚至是A平台迁移到B平台
更好的实现面向服务的架构：一个容器只运行一个应用，实现分布的应用模型，可以方便的进行横向扩展，符合开发中的高内聚、低耦合要求，减少不同服务之间的相互影响。

2.5 docker能干什么？

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2.6 docker的应用场景

Web 应用的自动化打包和发布。
自动化测试和持续集成、发布。
在服务型环境中部署和调整数据库或其他的后台应用。
从头编译或者扩展现有的 OpenShift 或 Cloud Foundry 平台来搭建自己的 PaaS 环境。

最后

Docker是一个用于开发，发布和运行应用程序的开放平台。Docker使您能够将应用程序与基础架构分开，从而可以快速交付软件。借助Docker，您可以以与管理应用程序相同的方式来管理基础架构。通过利用Docker的方法来快速交付，测试和部署代码，您可以大大减少编写代码和在生产环境中运行代码之间的延迟。