Docker核心概念

Posted 2022-12-14 爆米花9958

Docker部分的操作都围绕着它的三大核心概念：镜像、容器和仓库。因此，准确把握三大核心概念对于掌握Docker技术尤为重要。

1. Docker镜像

Docker镜像类似于虚拟机镜像，可以将它理解为一个只读的模板。例如，一个镜像可以包含一个基本的操作系统环境，里面仅安装了Apache应用程序（或用户需要的其他软件）。可以把它称为一个Apache镜像。

镜像是创建Docker容器的基础。

通过版本管理和增量的文件系统，Docker提供了一套十分简单的机制来创建和更新现有的镜像，用户甚至可以从网上下载一个已经做好的应用镜像，并直接使用。

分层存储

因为镜像包含操作系统完整的 root 文件系统，其体积往往是庞大的，因此在 Docker 设计时，就充分利用 Union FS 的技术，将其设计为分层存储的架构。所以严格来说，镜像并非是像一个 ISO 那样的打包文件，镜像只是一个虚拟的概念，其实际体现并非由一个文件组成，而是由一组文件系统组成，或者说，由多层文件系统联合组成。

镜像构建时，会一层层构建，前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。比如，删除前一层文件的操作，实际不是真的删除前一层的文件，而是仅在当前层标记为该文件已删除。在最终容器运行的时候，虽然不会看到这个文件，但是实际上该文件会一直跟随镜像。因此，在构建镜像的时候，需要额外小心，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。

分层存储的特征还使得镜像的复用、定制变的更为容易。甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层，然后进一步添加新的层，以定制自己所需的内容，构建新的镜像。

2. Docker容器

Docker容器类似于一个轻量级的沙箱, Docker利用容器来运行和隔离应用。镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的 类 和 实例 一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等,而这些容器都是彼此相互隔离、 互不可见的 。

可以把容器看作一个简易版的 Linux系统环境(包括 root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等) 以及运行在其中的应用程序打包而成的盒子 。

容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立的 命名空间。因此容器可以拥有自己的 root 文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间，甚至自己的用户 ID 空间。容器内的进程是运行在一个隔离的环境里，使用起来，就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。这种特性使得容器封装的应用比直接在宿主运行更加安全。也因为这种隔离的特性，很多人初学 Docker 时常常会混淆容器和虚拟机。

3. Docker仓库

Docker仓库类似于代码仓库, 是 Docker集中存放镜像文件的场所。

有时候我们会将 Docker仓库和仓库注册服务器(Registry)混为一谈,并不严格区分。实际上,仓库注册服务器是存放仓库的地方,其上往往存放着多个仓库。每个仓库集中存放某一类镜像,往往包括多个镜像文件,通过不同的标签(tag)来进行区分。例如存放ubuntu操作系统镜像的仓库,被称为Ubuntu仓库,其中可能包括16.04、18.04等不同版本的镜像。

根据所存储的镜像公开分享与否, Docker仓库可以分为公开仓库(Public)和私有仓库(Private)两种形式。目前,最大的公开仓库是官方提供的 Docker Hub,其中存放着数量庞大的镜像供用户下载。国内不少云服务提供商(如腾讯云、阿里云等)也提供了仓库的本地源,可以提供稳定的国内访问。

当然,用户如果不希望公开分享自己的镜像文件, Docker也支持用户在本地网络内创建一个只能自己访问的私有仓库。当用户创建了自已的镜像之后就可以使用 push命令将它上传到指定的公有或者私有仓库。这样用户下次在另外一台机器上使用该镜像时, 只需要将其从仓库上 pull下来就可以了。

Docker Registry 公开服务

Docker Registry 公开服务是开放给用户使用、允许用户管理镜像的 Registry 服务。一般这类公开服务允许用户免费上传、下载公开的镜像，并可能提供收费服务供用户管理私有镜像。

最常使用的 Registry 公开服务是官方的 Docker Hub，这也是默认的 Registry，并拥有大量的高质量的官方镜像。除此以外，还有 CoreOS 的 Quay.io，CoreOS 相关的镜像存储在这里；Google 的 Google Container Registry，Kubernetes 的镜像使用的就是这个服务。

由于某些原因，在国内访问这些服务可能会比较慢。国内的一些云服务商提供了针对 Docker Hub 的镜像服务（Registry Mirror），这些镜像服务被称为加速器。常见的有 阿里云加速器、DaoCloud 加速器 等。使用加速器会直接从国内的地址下载 Docker Hub 的镜像，比直接从 Docker Hub 下载速度会提高很多。在 安装 Docker 一节中有详细的配置方法。

国内也有一些云服务商提供类似于 Docker Hub 的公开服务。比如 时速云镜像仓库、网易云镜像服务、DaoCloud 镜像市场、阿里云镜像库 等。

私有 Docker Registry

除了使用公开服务外，用户还可以在本地搭建私有 Docker Registry。Docker 官方提供了 Docker Registry 镜像，可以直接使用做为私有 Registry 服务。在 私有仓库 一节中，会有进一步的搭建私有 Registry 服务的讲解。

开源的 Docker Registry 镜像只提供了 Docker Registry API 的服务端实现，足以支持 docker 命令，不影响使用。但不包含图形界面，以及镜像维护、用户管理、访问控制等高级功能。在官方的商业化版本 Docker Trusted Registry 中，提供了这些高级功能。

除了官方的 Docker Registry 外，还有第三方软件实现了 Docker Registry API，甚至提供了用户界面以及一些高级功能。比如，Harbor 和 Sonatype Nexus。

 

参考：

https://yeasy.gitbooks.io/docker_practice/content/basic_concept/image.html