Docker基础介绍

什么是docker ？

• Docker在之前容器技术的基础上，进行了进一步的封装，从文件系统，网络互联到进程隔离等，极大的简化了容器的创建和维护，使得容器技术比虚拟化技术更轻便，快捷。
• Docker 将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里。运行这个文件，就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行，就好像在真实的物理机上运行一样。有了Docker就不用担心环境问题。
• 总体来说，Docker的接口相当简单，用户可以方便地创建和使用容器，把自己的应用放入容器。容器还可以进行版本管理，复制，分享，修改，就像管理普通代码一样。

 

Docker底层实现原理：

 Docker = Cgroup + Namespace + UnionFS + Docker引擎

• Cgroup：计算资源控制
• Namespace：访问隔离
• UnionFS：联合文件系统

 Cgroup：

    是linux内核提供的一种可以限制单个进程或者多个进程所使用资源的机制，可以对cpu，内存等资源实现精细化的控制

 Namespace：

 

 

 

 

UnionFS

• UnionFS 可以把文件系统上多个目录（也叫做分支）内容联合挂在到同一个目录下，而目录的物理位置是分开的

UNionFS实现：

• UnionFS的其它实现分别有：aufs，device，mapper，btrfs，overlayfs，vfs，zfs
• aufs是ubuntu常用的，device mapper是centos，btrfs是suse常用的，overlayfs 是Ubuntu和centos都会使用的
• 现在最新的docker版本中默认两个系统都是使用的overlayfs

 

镜像

• 镜像通常包括：
• 一个轻量的操作系统发行版
• 相关依赖
• 单个应用或服务
• 镜像：
• 可用于创建容器的只读模板
• 基于分层文件系统构建
• 每一层在其上一层文件系统的基础上增加或替换部分内容

 

镜像仓库

• 用于存放Docker镜像的制品库，被称之为Docker镜像仓库
• docker pull/push/search 拉去，推送和搜索镜像
• docker默认镜像仓库由docker团队维护的基于云的docker hub
• 其它可用于构建私有镜像仓库的有：Docker Registry，Harbor，Nexus，JFrog Artifactory

 

 

Docker网络

• 会创建一个名为docker0的网络接口
• 默认容器私有IP地址段
• 需要通过端口暴露服务
• 端口映射避免与主机端口冲突
• 不同的主机的容器不能相互通信

docker网络模型：

• bridge模式 --net=bridge
• host模式 --net=host
• host模式是docker默认自带的网络模式，若启用则容器与宿主机共用一个网络名称空间。容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的ip等，而是使用宿主机的ip和端口
• container模式 --net=container：NAME_or_ID
• 该模式是docker特有的一种网络模式。处于该模式下的容器会共享其它容器的网络环境，因此在此模式下容器与容器不存在网络隔离，但与宿主机是隔离状态
• none模式 --net=none
• 该模式下容器没有网络
• 用户自定义模式 --net=xxx
• 用户通过docker network create --driver network_type network_name 命令即可创建自定义网络。其中--driver后面支持三种：bridge，macvlan，overlay
• 通过docker network inspect network_name 可以查看该网络信息

 

Docker数据持久化

• 默认容器的数据读写发生在容器存储层，当容器被删除时其上的数据将会丢失
• 如何方便的对容器中的文件进行访问
• 容器间的数据共享

 

 

Docker是如何工作的

 实际上docker使用率常见的cs架构，也就是client-server模式，docker client负责处理用户输入的各种命令，比如docker build，docker run，真正工作的是server，也就是docker demon，值得注意的是，docker client和docker demon 可以运行在同一台机器上，接下来详解一些docker工作流程：

1.docker build

当我们写完dockerfile交给docker“编译”时，使用这个命令，那么client在接收到请求后转发给docker daemon，接着docker daemon 根据dockerfile创建出“可执行程序”image

2.docker run

有了可执行程序，image后就可以运行程序了，接下来使用命令docker run，docker daemon接收到该命令后找到具体的images，然后加载到内存开始执行，image执行起来就是所谓的container

3.docker pull

将build的可执行程序image推送到仓库存储

 

 与虚拟机的区别

 虚拟机有一个问题，就是虚拟机里面的操作系统本身会占用相当一部分资源。例如最新版的Windows 10，安装完毕什么都不干，就占用20~30G的硬盘空间，2~3G的内存。即使是只有字符终端没有图形界面的Linux，根据发行版和安装软件的不同，往往也需要100M~1G的内存，1~10G的硬盘空间。如果说同时运行2~3台还能接受这个开销的话，同时运行数十台，这个开销就不是少数了。事实上，往往这数十台虚拟机运行的都是相同的操作系统，只是根据业务需求的不同，安装的软件，或者软件版本不同而已。因此，业界提出了操作系统虚拟化（也叫容器，Containerization）的概念——所有的虚拟机使用同一个操作系统内核