Docker

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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Docker相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Docker

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Docker概述

Docker 是一个开源项目，诞生于 2013 年初，最初是 dotCloud 公司内部的一个业余项目。它基于 Google 公司推出的 Go 语言实现。 项目后来加入了 Linux 基金会，遵从了 Apache 2.0 协议，项目代码在 GitHub 上进行维护。

Docker 自开源后受到广泛的关注和讨论，以至于 dotCloud 公司后来都改名为 Docker Inc。Redhat 已经在其 RHEL6.5 中集中支持 Docker；Google 也在其 PaaS 产品中广泛应用。

Docker 项目的目标是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案。 Docker 的基础是 Linux 容器（LXC）等技术。

在 LXC 的基础上 Docker 进行了进一步的封装，让用户不需要去关心容器的管理，使得操作更为简便。用户操作 Docker 的容器就像操作一个快速轻量级的虚拟机一样简单。

下面的图片比较了 Docker 和传统虚拟化方式的不同之处，可见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，而传统方式则是在硬件层面实现。

为什么选择Docker

快速交付应用程序

  • 我们希望你的开发环境能够更好的提高你的工作效率。Docker容器能够帮助开发人员、系统管理员、QA和版本控制工程师在一个生产环节中一起协同工作。我们制定了一套容器标准，而这套容器标准能够使系统管理员更改容器的时候，程序员不需要关心容器的变化，而更专注自己的应用程序代码。从而隔离开了开发和管理，简化了开发和部署的成本。
  • 我们使应用的构建方式更加简单，可以快速的迭代你的应用，并且可以可视化的来查看应用的细微更改。这能够帮助组织里边的成员来更好的理解一个应用从构建到运行的过程。
  • Docker 是一个轻量级的容器，所以它的速度是非常快的，而容器的启动时间只需要一秒钟，从而大大的减少了开发、测试和部署的时间。轻松部署和扩展
  • Docker 容器可以运行在大多数的环境中，你可以在桌面环境、物理主机、虚拟主机再到数据中，私有或者公有云中部署。
  • 因为 Docker 可以从多平台下运行。你可以很容器的迁移你的应用程序。如果需要，你可以非常简单的将应用程序从测试环境迁移到云，或者从云迁移到测试环境。
  • Docker 是一个轻量级的容器，因此它可以在很短的时间内启动和关闭。当你需要的时候，你可以启动多个容器引擎，并且在不需要使用他们的时候，可以将他们全部关闭。

Get higher density and run more workloads

Docker的容器本身不需要额外创建虚拟机管理系统，因此你可以启动多套Docker容器，这样就可以充分发挥主机服务器的物理资源，也可以降低因为采购服务器licenses而带来的额外成本。

快速构建 轻松管理

因为Docker上述轻便，快速的特性。可以使您的应用达到快速迭代的目的。每次小的变更，马上就可以看到效果。而不用将若干个小变更积攒到一定程度再变更。每次变更一小部分其实是一种非常安全的方式。

Docker 的优点

Docker 是一个用于开发，交付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。

1、快速，一致地交付您的应用程序

Docker 允许开发人员使用您提供的应用程序或服务的本地容器在标准化环境中工作，从而简化了开发的生命周期。

容器非常适合持续集成和持续交付（CI / CD）工作流程，请考虑以下示例方案：

  • 您的开发人员在本地编写代码，并使用 Docker 容器与同事共享他们的工作。
  • 他们使用 Docker 将其应用程序推送到测试环境中，并执行自动或手动测试。
  • 当开发人员发现错误时，他们可以在开发环境中对其进行修复，然后将其重新部署到测试环境中，以进行测试和验证。
  • 测试完成后，将修补程序推送给生产环境，就像将更新的镜像推送到生产环境一样简单。

2、响应式部署和扩展

Docker 是基于容器的平台，允许高度可移植的工作负载。Docker 容器可以在开发人员的本机上，数据中心的物理或虚拟机上，云服务上或混合环境中运行。

Docker 的可移植性和轻量级的特性，还可以使您轻松地完成动态管理的工作负担，并根据业务需求指示，实时扩展或拆除应用程序和服务。

3、在同一硬件上运行更多工作负载

Docker 轻巧快速。它为基于虚拟机管理程序的虚拟机提供了可行、经济、高效的替代方案，因此您可以利用更多的计算能力来实现业务目标。Docker 非常适合于高密度环境以及中小型部署，而您可以用更少的资源做更多的事情。

在任何地方开发、部署和运行任何应用

Docker是一款针对程序开发人员和系统管理员来开发、部署、运行应用的一款虚拟化平台。Docker 可以让你像使用集装箱一样快速的组合成应用，并且可以像运输标准集装箱一样，尽可能的屏蔽代码层面的差异。Docker 会尽可能的缩短从代码测试到产品部署的时间。

Docker 组件

  • The Docker Engine – Docker Engine 是一个基于虚拟化技术的轻量级并且功能强大的开源容器引擎管理工具。它可以将不同的 work flow 组合起来构建成你的应用。
  • Docker Hub 可以分享和管理你的images镜像的一个 Saas 服务。

LXC

通过传统方式使用容器功能的话需要我们自己写代码去进行系统调用来实现创建内核，实际上拥有此能力的人廖廖无几。而LXC（LinuX Container）把容器技术做得更加易用，把需要用到的容器功能做成一组工具，从而极大的简化用户使用容器技术的麻烦程度。

LXC是最早一批真正把完整的容器技术用一组简易使用的工具和模板来极大的简化了容器技术使用的一个方案。

LXC虽然极大的简化了容器技术的使用，但比起直接通过内核调用来使用容器技术，其复杂程度其实并没有多大降低，因为我们必须要学会LXC的一组命令工具，且由于内核的创建都是通过命令来实现的，通过批量命令实现数据迁移并不容易。其隔离性也没有虚拟机那么强大。

后来就出现了docker，所以从一定程度上来说，docker就是LXC的增强版。

CGroups

控制组(CGroups)是Linux内核的一个特性，用来对共享资源进行隔离、限制、审计等。只有能控制分配到容器的资源，Docker才能避免多个容器同时运行时的系统资源竞争。

控制组可以提供对容器的内存、CPU、磁盘IO等资源进行限制。

CGroups能够限制的资源有：

  • blkio：块设备IO
  • cpu：CPU
  • cpuacct：CPU资源使用报告
  • cpuset：多处理器平台上的CPU集合
  • devices：设备访问
  • freezer：挂起或恢复任务
  • memory：内存用量及报告
  • perf_event：对cgroup中的任务进行统一性能测试
  • net_cls：cgroup中的任务创建的数据报文的类别标识符

具体来看，控制组提供如下功能：

  • 资源限制（Resource Limitting）组可以设置为不超过设定的内存限制。比如：内存子系统可以为进行组设定一个内存使用上限，一旦进程组使用的内存达到限额再申请内存，就会发出Out of Memory警告
  • 优先级（Prioritization）通过优先级让一些组优先得到更多的CPU等资源
  • 资源审计（Accounting）用来统计系统实际上把多少资源用到合适的目的上，可以使用cpuacct子系统记录某个进程组使用的CPU时间
  • 隔离（Isolation）为组隔离命名空间，这样一个组不会看到另一个组的进程、网络连接和文件系统
  • 控制（Control）挂起、恢复和重启等操作

安装Docker后，用户可以在/sys/fs/cgroup/memory/docker/目录下看到对Docker组应用的各种限制项，包括

[root@localhost ~]# cd /sys/fs/cgroup/memory/
[root@localhost memory]# ls
cgroup.clone_children           memory.kmem.slabinfo                memory.memsw.limit_in_bytes      memory.swappiness
cgroup.event_control            memory.kmem.tcp.failcnt             memory.memsw.max_usage_in_bytes  memory.usage_in_bytes
cgroup.procs                    memory.kmem.tcp.limit_in_bytes      memory.memsw.usage_in_bytes      memory.use_hierarchy
cgroup.sane_behavior            memory.kmem.tcp.max_usage_in_bytes  memory.move_charge_at_immigrate  notify_on_release
memory.failcnt                  memory.kmem.tcp.usage_in_bytes      memory.numa_stat                 release_agent
memory.force_empty              memory.kmem.usage_in_bytes          memory.oom_control               system.slice
memory.kmem.failcnt             memory.limit_in_bytes               memory.pressure_level            tasks
memory.kmem.limit_in_bytes      memory.max_usage_in_bytes           memory.soft_limit_in_bytes       user.slice
memory.kmem.max_usage_in_bytes  memory.memsw.failcnt                memory.stat

用户可以通过修改这些文件值来控制组限制Docker应用资源。

Linux Namespaces

命名空间(Namespaces)是Linux内核针对实现容器虚拟化而引入的一个强大特性。

每个容器都可以拥有自己独立的命名空间，运行其中的应用都像是在独立的操作系统中运行一样。命名空间保证了容器间彼此互不影响。

namespaces系统调用参数隔离内容内核版本
UTSCLONE_NEWUTS主机名和域名2.6.19
IPCCLONE_NEWIPC信号量、消息队列和共享内存2.6.19
PIDCLONE_NEWPID进程编号2.6.24
NetworkCLONE_NEWNET网络设备、网络栈、端口等2.6.29
MountCLONE_NEWNS挂载点（文件系统）2.4.19
UserCLONE_NEWUSER用户和用户组3.8

以上是关于Docker的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

19.Docker技术入门与实战 --- 安全防护与配置

Docker管理面板Crane开源了！

Docker之配置阿里云镜像加速

微服务DockerKubernetesServerlessService Mesh 及更多

Docker容器的原理与实践（上）

如何基于现有镜像创建新的 docker 镜像，但包含更多 Python 包？