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

• 镜像（Image）

• 容器（Container）

• 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。