初识Docker

一、容器与虚拟化

容器并不是一个新的技术，同样虚拟化也不是一个新鲜事物，都拥有者漫长的历史。

虚拟化的分类有很多种，比如之前我们大家可能都比较熟悉的管理程序虚拟化，是通过中间层将一台或者多台独立的机器运行于物理硬件之上，但是容器则是直接运行在操作系统的内核之上的用户空间，因此容器也被称作"操作系统级虚拟化"。

容器技术可以让多个独立的用户空间运行在同一台宿主机上。

 

但是由于容器是依赖于操作系统的，所以容器中只能运行于底层宿主机相同或者相似的操作系统，这也是它的一个局限性。

还有一个有别于管理程序虚拟化，前者是完全独立的操作系统，而容器是依赖于操作系统，所以容器被认为是不安全的，如果底层的操作系统受到危害，那么在其上层的容器就会受到影响。

但是也存在不同的观点，正因为虚拟机虚拟的是一个完全的操作系统，这无疑增大了被攻击的范围，而且还要考虑管理程序底层存在的危险。

总之就是万物无完美，择其一而用之。

 

前面我们说容器技术，虚拟化技术都不是新出来的技术，那么为什么在近几年才风行起来呢？

正式因为Open VZ , Solaris Zones, Lxc等技术的出现，使得原本操作不易，功能单一的容器如虎添翼，有了这些技术的加持，容器不再是一个单纯的运行环境，在自己的权限范围内，更像是一个完整的宿主机。

对于Docker来说，它得益于现代的Liunx特性，如空间组(control group)，命名空间(Namespace)，使得容器与真实宿主机之间隔离的更加彻底，让容器可以有自己独立的网络和存储栈，还拥有自己的资源管理能力，使得在同一台宿主机中，可以让多个容器共同友好的共存。

容易也被认为是现代的精益技术，因为创建和管理一个容器的开销有限，和传统的完全虚拟化和半虚拟化相比，容器不需要模拟层和管理层，而是使用操作系统的系统调用接口，这个大大的降低了单个容器运营的成本，也使得在一个宿主机中可以运行更多的容器。

最后其实想说，容器技术之所以这么没有被广泛的认可，还有一个重要的原因，就是技术比较复杂，不易安装，管理同时自动化运维也比较困难，但是Docker就是为了改变这一切而生的！

 

二、Docker技术

上面介绍了那么多的虚拟化和容器，那么Docker到底是什么呢？

Docker是一个可以把我们开发的应用程序自动部署到容器中的开源引擎。那么Docker除了做这些，还有什么特别的地方吗？

答案是有的，Docker在虚拟化的容器执行环境中增加了一个应用程序部署引擎，该引擎的目标就是提供一个轻量级的，快速的环境，能够运行开发者的应用，并且方便高效的将程序从开发者的笔记本部署到测试环境中，然后再部署到生产环境中。

 

Docker是使用其实也与现在越来越流行的DevOps有关系，通过Docker，我们的开发人员只需要关系容器中运行的应用程序，运维人员只需要关注如果管理容器，同时Docker还能保证，程序在测试环境和生产环境的部署一致性，尽量降低那种在测试环境一切正常，一到生产就出现莫名其妙的问题的状况。

 

三、Docker的组件

• 1.Docker客户端和服务器，也称为Docker引擎
• 2.Docker镜像
• 3.Registry
• 4.Docker容器

1.Docker引擎

首先Docker是一个CS的程序，Docker的客户端只需要想Docker服务器或者是守候进城发出请求，服务器或者守候进城将完成所有工作并且返回结果，Docker的守候进城有时有被成为Docker引擎。

2.Docker镜像

镜像是Docker的基石，用户基于镜像来构建自己的容器。镜像是基于联合文件系统的一种层式的结构，由一系列的指令构建出来的。

3.Registry

Docker用Registry来保存用户的镜像，分为公共和私有两种。Docker公司运营的公共Registry叫做Docker Hub。

4.Docker容器

Docker可以帮助用户构建和部署容器，用户只需要把自己的应用程序或者服务打包放进容器 。因为容器是根据镜像启动起来的，在容器中可以运行一个或者多个进程。

Docker是借鉴了标准集装箱的概念，标准集装箱将货物运往世界各地，Docker也是采用了这个哲学，只是集装箱运送货物，Docker运送软件。

每个容器都包含一个软件镜像，也就是容器的货物。而与真正的货物一样，容器里的软件镜像可以进行一些操作，启动，关闭，重启等等。

和标准集装箱一样，Docker在执行上述操作的时候，其实不关心容器里面装的是什么，所有的镜像都是安装相同的方式进行装载。

Docker也不关心用户把容器运送到哪里，用户可以在自己的笔记本中还是部署到服务器上，就像标准集装箱一样，方便叠加替换，且通用。

四、Docker能做什么

说了很多关于Docker本身的东西，但是有时候我们往往忽略的初心，Docker看似很好，但是我们在哪些场景中可以更好的使用Docker给我们带来的便利呢？

1. 能够让独立的服务或者应用在不同的环境中，得到相同的运行结果。这一点在面向服务的架构和重度依赖微服务模型的部署中尤其重要
2. 构建一个PaaS的基础设施
3. 提供SaaS的应用程序

五、Docker的技术组件

Docker可以运行在任何安装了现代Lunix内核的x64主机上。推荐的内核版本是3.8或者更高。Docker的开销比较低，可以用于服务器，台式机或者笔记本中，它包括以下几个部分：

1.一个原生的Liunx容器格式，Docker中成为libcontainer

2.Linux内核命名空间，用于隔离文件系统，进程和网络

3.文件系统隔离：每个容器都有自己的root文件系统

4.进程隔离：每个容器都运行在自己的进程环境中

5.网络隔离：容器间的虚拟网络接口和IP都是分开的

6.资源隔离和分组：使用cgroups(既control group , Linux的内核特性之一)将CPU和内存之类的资源独立分配个每个Docker容器

7.写时复制：copy-on-write , 文件系统都是通过写时复制创建的，这就意味着文件系统是分层的，快速的，而且占用的磁盘空间比较小。

8.日志：容器产生的STDOUT,STDERR和STDIN这些IO流都会被收集记录到日志中，用来进行日志的分析和故障排错

9.交互式Shell:用户可以创建一个伪tty终端，将其链接到STDIN，为容器提供一个交互式的Shell