Docker

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什么是Docker

• Docker，容器虚拟化技术，为系统平滑移植提供了一个标准化的解决方案。
• 通过镜像(Images)将应用程序和其所需的系统环境，由下而上打包（系统核心除外），实现软件带环境安装，使得应用及其运行环境做到一次镜像，处处运行。
• Docker是基于Go语言实现的云开源项目，是基于Linux容器技术发展而来。
• 将应用打成镜像，通过镜像成为运行在Docker容器上面的实例。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。
• 一句话：解决了运行环境和配置问题的软件容器，方便做持续集成并有助于整体发布的容器虚拟化技术。

虚拟机和容器

1、虚拟机

• 虚拟机（Virtual Machine）是带环境安装的一种解决方案。它可以在一种操作系统里面运行另一种操作系统。
• 比如在Windows10系统里面运行Linux系统CentOS7。
• 虚拟机的缺点：资源占用多、冗余步骤多、启动慢。

2、容器

• Linux容器（Linux Containers，LXC）不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。是与系统其他部分隔离开的一系列进程，由镜像提供进程所需的全部文件。可以将软件运行所需的所有资源打包到一个隔离的容器中。
• 容器提供的镜像包含了运行应用的所有依赖项，因而在从开发到测试再到生产的整个过程中，它都具有可移植性和一致性。

3、对比

• 传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统，在该系统上再运行所需应用进程；
• 容器内的应用进程直接运行于宿主主机的内核，容器内没有自己的内核且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更为轻便。
• 每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。
• 容器与虚拟机不同，不需要捆绑一整套操作系统，只需要软件工作所需的库资源和设置。因此变得高效轻量并保证部署在任何环境中的软件都能始终如一地运行。
  

Docker 底层原理

(1)Docker有着比虚拟机更少的抽象层
由于Docker不需要Hypervisor(虚拟机)实现硬件资源虚拟化,运行在Docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上Docker将会在效率上有明显优势。
(2)Docker利用的是宿主机的内核,而不需要加载操作系统OS内核。
当新建一个容器时,Docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。进而避免引寻、加载操作系统内核返回等比较费时费资源的过程,当新建一个虚拟机时,虚拟机软件需要加载OS,返回新建过程是分钟级别的。而docker由于直接利用宿主机的操作系统,则省略了返回过程,因此新建一个Docker容器只需要几秒钟。

Docker并非是通用容器工具，依赖于已存在的Linux内核环境。
Docker实质上是在已运行的Linux下制造了隔离的文件环境，因此执行效率几乎等同于所部属的Linux主机。

架构对比图

Docker 优点

• 更快速的应用交付和部署
  传统的应用开发完成后，需要提供一堆安装程序和配置说明文档，安装部署后需根据配置文档进行繁杂的配置才能正常运行。Docker化之后只需要交付少量容器镜像文件，在正式生产环境加载镜像并运行即可，应用安装配置在镜像里已经内置好，大大节省部署配置和测试验证时间。
• 更便捷的升级和扩缩容
  随着微服务架构和Docker的发展，大量的应用会通过微服务方式架构，应用的开发构建将变成搭乐高积木一样，每个Docker容器将变成一块“积木”，应用的升级将变得非常容易。当现有的容器不足以支撑业务处理时，可通过镜像运行新的容器进行快速扩容，使应用系统的扩容从原先的天级变成分钟级甚至秒级。
• 更简单的系统运维
  应用容器化运行后，生产环境运行的应用可与开发、测试环境的应用高度一致，容器会将应用程序相关的环境和状态完全封装起来，不会因为底层基础架构和操作系统的不一致性给应用带来影响，产生新的BUG。当出现程序异常时，也可以通过测试环境的相同容器进行快速定位和修复。
• 更高效的计算资源利用
  Docker是内核级虚拟化，其不像传统的虚拟化技术一样需要额外的Hypervisor支持，所以在一台物理机上可以运行很多个容器实例，可大大提升物理服务器的CPU和内存的利用率。

uname命令用于打印当前系统相关信息（内核版本号、硬件架构、主机名称和操作系统类型等）。

关键技术

1、镜像
Docker 镜像（Image）就是一个只读的模板。镜像可以用来创建 Docker 容器，一个镜像可以创建很多容器。
docker镜像文件类似于Java的类模板，而docker容器实例类似于java中new出来的实例对象。

2、容器
容器为镜像提供了一个标准的和隔离的运行环境，它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。
可以把容器看做是一个简易版的 Linux 环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。
容器，是一个运行时环境，就是我们前面说到的集装箱。

3、仓库
仓库（Repository）是集中存放镜像文件的场所。
仓库分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式。
最大的公开仓库是 Docker Hub(https://hub.docker.com/)
需要的时候再从仓库中拉下来就可以了。

4、小结
Docker 本身是一个容器运行载体或管理引擎。我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境，这个打包好的运行环境就是image镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生成Docker容器实例。
image文件可以看作是容器的模板。Docker 根据 image 文件生成容器的实例。同一个 image 文件，可以生成多个同时运行的容器实例。

image 文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为镜像文件。
一个容器运行一种服务，当我们需要的时候，就可以通过docker客户端创建一个对应的运行实例，也就是我们的容器。

Docker是一个Client-Server结构的系统，Docker的后台守护进程运行在主机上，然后通过Socket连接从客户端访问，守护进程从客户端接受命令并管理运行在主机上的容器。