docker基础与概念
什么是docker
Docker使用Google公司推出的Go语言进行开发实现,基于Linux内核的 cgroup,namespace,对进程进行封装隔离,属于操作系统层面的虚拟化技术。
由于隔离的进程独立于宿主机和其它隔离的进程,因此也称其为容器。
Docker在容器的基础上,进行了进一步的封装,从文件系统、网络互联到进程隔离等等,极大的简化了容器的创建和维护。使得Docker技术比虚拟机技术更为轻便、快捷。
Docker 包括三个基本概念
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镜像(Image)
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容器(Container)
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仓库(Repository)
docker优势
- 持续交付和部署
- 更轻松的维护和扩展
- 一致的运行环境
- 更快速的启动时间
- 更高效的利用系统资源
镜像(Image)
Docker镜像
操作系统分为内核和用户空间。
对于Linux而言,内核启动后,会挂载root文件系统为其提供用户空间支持。而 Docker 镜像(Image),就相当于是一个 root文件系统。比如官方镜像centos:latest 就包含了完整的一套centos:latest最小系统的root文件系统。
Docker镜像是一个特殊的文件系统,除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外,还包含了一些为运行时准备的一些配置参数(如匿名卷、环境变量、用户等)。
镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。
分层存储
镜像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。
容器(Container)
镜像(Image)和容器(Container)有紧密的关系,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。
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。
前面讲过镜像使用的是分层存储,容器也是如此。每一个容器运行时,是以镜像为基础层,在其上创建一个当前容器的存储层,我们可以称这个为容器运行时读写而准备的存储层为容器存储层。
容器存储层的生存周期和容器一样,容器消亡时,容器存储层也随之消亡。因此,任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。
容器不应该向其存储层内写入任何数据,容器存储层要保持无状态化。所有的文件写入操作,都应该使用数据卷(Volume)、或者绑定宿主目录,在这些位置的读写会跳过容器存储层,直接对宿主(或网络存储)发生读写,其性能和稳定性更高。
数据卷的生存周期独立于容器,容器消亡,数据卷不会消亡。因此,使用数据卷后,容器删除或者重新运行之后,数据却不会丢失。
仓库(Repository)
Docker Registry
镜像构建完成后,可以很容易的在当前宿主机上运行,但是,如果需要在其它服务器上使用这个镜像,我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务,Docker Registry 就是这样的服务。
一个 Docker Registry 中可以包含多个仓库(Repository);每个仓库可以包含多个标签(Tag);每个标签对应一个镜像。
通常,一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像,而标签就常用于对应该软件的各个版本。我们可以通过 <仓库名>:<标签>
的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签,将以 latest(最新) 作为默认标签。
以Ubuntu镜像为例,ubuntu是仓库的名字,其内包含有不同的版本标签,如,14.04, 16.04。我们可以通过 ubuntu:14.04,或者 ubuntu:16.04来具体指定所需哪个版本的镜像。如果忽略了标签,比如 ubuntu,那将视为 ubuntu:latest。
仓库名经常以两段式路径形式出现,比如jwilder/nginx-proxy,前者往往意味着Docker Registry多用户环境下的用户名,后者则是对应的软件名。
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(https://hub.docker.com) ,这也是默认的 Registry。拥有大量的高质量的官方镜像。
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(https://ddddsl2r.mirror.aliyuncs.com) 、DaoCloud加速器(https://www.daocloud.io/mirror#accelerator-doc)、http://hub.daocloud.io/ 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。
另外,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,VMWare Harbor和Sonatype Nexus。
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