Docker容器基本知识

Posted 2020-10-04

一、Docker 简介

1.1什么是Docker

　　简单的说Docker是一个构建在LXC之上的,基于进程容器(Processcontainer)的轻量级VM解决方案；

1.2为什么要用Docker而不是用虚拟机

　　在公司中的一个很大的用途就是可以保证线下的开发环境、测试环境和线上的生产环境一致。当年在 Baidu 经常碰到这样的事情，开发把东西做好了给测试去测，一般会给一坨代码和一个介绍上线步骤的上线单。结果代码在测试机跑不起来，开发就跑来跑去看问题，一会儿啊这个配置文件忘了提交了，一会儿啊这个上线命令写错了。找到了一个 bug 提上去，开发一看，啊我怎么又忘了把这个命令写在上线单上了。类似的事情在上线的时候还会发生，变成啊你这个软件的版本和我机器上的不一样……在 Amazon 的时候，由于一个开发直接担任上述三个职位，而且有一套自动化部署的机制所以问题会少一点，但是上线的时候大家还是胆战心惊。若果利用容器的话，那么开发直接在容器里开发，提测的时候把整个容器给测试，测好了把改动改在容器里再上线就好了。通过容器，整个开发、测试和生产环境可以保持高度的一致。此外容器也和VM一样具有着一定的隔离性，各个容器之间的数据和内存空间相互隔离，可以保证一定的安全性。

　　那么既然容器和 VM 这么类似为啥不直接用 VM 还要整出个容器这么个概念来呢？Docker 容器相对于 VM 有以下几个优点：

• 启动速度快，容器通常在一秒内可以启动，而 VM 通常要更久
• 资源利用率高，一台普通 PC 可以跑上千个容器，你跑上千个 VM 试试

• 性能开销小， VM 通常需要额外的 CPU 和内存来完成 OS 的功能，这一部分占据了额外的资源

　　为啥相似的功能在性能上会有如此巨大的差距呢，其实这和他们的设计的理念是相关的。 VM 的设计图如下：

　　

VM 的 Hypervisor 需要实现对硬件的虚拟化，并且还要搭载自己的操作系统，自然在启动速度和资源利用率以及性能上有比较大的开销。而 Docker 架构图明显要简单的多：

　　

　　Docker 几乎就没有什么虚拟化的东西，并且直接复用了 Host 主机的 OS，在 Docker Engine 层面实现了调度和隔离重量一下子就降低了好几个档次。 Docker 的容器利用了  LXC，管理利用了 namespaces 来做权限的控制和隔离，  cgroups 来进行资源的配置，并且还通过  aufs 来进一步提高文件系统的资源利用率。

　　其中的 aufs 是个很有意思的东西，是  UnionFS 的一种。他的思想和 git 有些类似，可以把对文件系统的改动当成一次 commit 一层层的叠加。这样的话多个容器之间就可以共享他们的文件系统层次，每个容器下面都是共享的文件系统层次，上面再是各自对文件系统改动的层次，这样的话极大的节省了对存储的需求，并且也能加速容器的启动。