一Docker 简介

Posted 2022-03-18 zhuzhaoli

1.1 为什么会有Docker出现

一款产品从开发到上线，从操作系统到运行环境，再到应用配置，作为开发+运维之间的协作我们需要关心很多东西，这也是很多互联网公司不得不面对的问题，特别是各个版本的迭代之后，不同版本环境的兼容对运维人员都是考验。Docker之所以发展如此迅速，也是因为它对此给出了一个标准化的解决方案。

环境配置如此麻烦，换一台机器，就要重来一次，费力费时，很多人想到，能不能根本上解决问题，软件可以带环境安装，也就是说安装的时候，把原始环境一模一样的复制过来，开发人员利用Docker可以消除协作编码时“在我的机器上可以正常工作”的问题。

之前在服务器配置一个应用的运行环境， 要安装各种软件，比如：JAVA/TOMCAT/mysql/JDBC驱动包等。安装配置麻烦，而且不能跨平台。假如在Windows上安装这些环境，到Linux又要重新装，况且就算不跨操作系统，换另一台同样操作系统的服务器，要移植应用也是非常麻烦的。

传统上认为，软件编码开发/测试结束后，所产出的成果既是程序或是能够编译执行的二进制字节码等（Java为例）。而为了让这些程序可以顺利执行，开发团队也得准备完整的部署文件，让运维团队得以部署应用程序，开发需要清楚的告诉运维团队，用的配置文件+所有软件环境。Docker镜像的设计，使得Docker得以打破过去【程序即应用】的观念。通过镜像（images）将作业系统核心除外，运作应用程序所需要的系统环境，由下而上打包，达到应用程序跨平台的无缝接轨运作，一次构建，处处运行。

1.2 Docker理念

Docker是基于Go语言实现的云开源项目。

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“一次封装，到处运行”。

Linux容器技术的出现解决了这样一个问题，而Docker就是在它的基础上发展过来的。将应用运行在Docker容器上面，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、跨服务器。只需要一次配置好环境，换到别的机子上就可以一键部署好，大大简化了操作。

1.3 Docker与虚拟机的区别

每个虚拟机都包括应用程序、必要的二进制文件和库以及一个完整的客户操作系统(Guest OS)，尽管它们被分离，它们共享并利用主机的硬件资源，将近需要十几个 GB 的大小。 

容器包括应用程序及其所有的依赖，但与其他容器共享内核。它们以独立的用户空间进程形式运行在主机操作系统上。他们也不依赖于任何特定的基础设施，Docker 容器可以运行在任何计算机上，任何基础设施和任何云上。

综上：Docker守护进程可以直接与主操作系统进行通信，为各个Docker容器分配资源；它还可以将容器与主操作系统隔离，并将各个容器互相隔离。虚拟机启动需要数分钟，而Docker容器可以在数毫秒内启动。由于没有臃肿的从操作系统，Docker可以节省大量的磁盘空间以及其他系统资源。

1.4 Docker 两个主要部件

• Docker: 开源的容器虚拟化平台
• Docker Hub: 用于分享、管理Docker容器的Docker SaaS平台-- Docker Hub

Docker使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式。Docker客户端会与 Docker守护进程进行通信。Docker守护进程会处理复杂繁重的任务，例如建立、运行、发布你的Docker容器。Docker客户端和守护进程可以运行在同一个系统上，当然你也可以使用Docker客户端去连接一个远程的Docker守护进程。Docker客户端和守护进程之间通过 socket或者RESTful API进行通信。

 

1.4.1 Docker 守护进程

如上图所示，Docker守护进程运行在一台主机上。用户并不直接和守护进程进行交互，而是通过 Docker客户端间接和其通信。

1.4.2 Docker 客户端

Docker客户端，实际上是docker的二进制程序，是主要的用户与Docker交互方式。它接收用户指令并且与背后的Docker守护进程通信，如此来回往复。

1.5 Docker 内部

要理解Docker内部构建，需要理解以下三种部件：

Docker 镜像 - Docker images

Docker 仓库 - Docker registeries

Docker 容器 - Docker containers

1.5.1 Docker 镜像

Docker镜像是Docker容器运行时的只读模板，每一个镜像由一系列的层(layers)组成。Docker使用UnionFS来将这些层联合到单独的镜像中。UnionFS允许独立文件系统中的文件和文件夹(称之为分支)被透明覆盖，形成一个单独连贯的文件系统。正因为有了这些层的存在，Docker是如此的轻量。当你改变了一个Docker镜像，比如升级到某个程序到新的版本，一个新的层会被创建。因此，不用替换整个原先的镜像或者重新建立(在使用虚拟机的时候你可能会这么做)，只是一个新的层被添加或升级了。现在你不用重新发布整个镜像，只需要升级，层使得分发 Docker镜像变得简单和快速。

1.5.2 Docker仓库

Docker仓库用来保存镜像，可以理解为代码控制中的代码仓库。同样的，Docker仓库也有公有和私有的概念。公有的 Docker仓库名字是Docker Hub（最大的公开仓库）。Docker Hub提供了庞大的镜像集合供使用。这些镜像可以是自己创建，或者在别人的镜像基础上创建。仓库（Repository）和仓库注册服务器（Registry）是有区别的，仓库注册服务器上往往存放着多个仓库，每个仓库中又包含了多个镜像，每个镜像有不同的标签。

Registry：注册服务器，用于管理镜像仓库，起到的是服务器的作用。

Repository：镜像仓库，用于存储具体的docker镜像，起到的是仓库存储作用。

1.5.3 Docker 容器

Docker容器和文件夹很类似，一个Docker容器包含了所有的某个应用运行所需要的环境。每一个 Docker容器都是从Docker镜像创建的。Docker容器可以运行、开始、停止、移动和删除。每一个Docker容器都是独立和安全的应用平台，Docker容器是Docker的运行部分，容器的定义和镜像几乎一模一样，也是一堆层的统一视角，唯一区别在于容器的最上面那一层是可读可写的。