Docker概述与部署技术

一、什么是Docker？

　　Docker是一个开源的应用容器引擎，基于Go语言并遵从Apache2.0协议开源。可以轻松的为任何应用创建一个轻量级的、可移值的、自给自足的容器，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化。Docker容器完全使用沙盒机制，相互之间不会存在任何接口，几乎没有性能开销，可以很容易的在机器和数据中心运行，最重要的是，他们不依赖于任何语言、框架或者包装系统。

　　Docker的logo十分有特点，一条鲸鱼载着很多集装箱，集装箱中满是要交付的货物。鲸鱼就是操作系统，而集装箱就是Docker，集装箱中的就是要交付的货物，也就是应用程序。各种"货物"之间的尺寸、大小、形状是各不相同的，都要放到鲸鱼身上，那么就要考虑各种货物怎么安放，还得考虑货物之间能否重叠起来。

　　于是就有了集装箱的概念，将每件货物都放到集装箱中，各个应用程序相当于不同的集装箱，每个应用程序有着不同的应用环境，比如：python开发的应用需要服务器部署一套python的开发环境，nodejs开发的应用需要服务器部署nodejs的环境，不同环境之间有可能还会彼此冲突，而Docker就可以帮助我们隔离不同的环境。

　　这时，有人就会想，这不是虚拟机干的事情吗?是的，虚拟机可以很好的帮我们隔离各个环境，我们可以在windows上运行macOS、ubuntu等虚拟机，也可以在macos上安装Windows的虚拟机。但是虚拟机虚拟化的是硬件(虚拟机和宿主机共享的是硬件，如网卡、声卡等，系统需要自己装)，传统虚拟机需要独立安装操作系统，故可以安装并运行不同的操作系统，而对于Docker容器来说，是不需要独立的操作系统，每个容器都是共享同一个操作系统，比虚拟机更加的轻便和快捷。容器内的应用进程直接运行于宿主的内核，也不用进行硬件虚拟。因此Docker容器要比传统虚拟机更为轻便，启动更快。下图比较了两者的区别：

两者对比总结：

二、Docker三要素

　　Docker作为一个软件集装箱化平台，可以让开发者构建应用程序时，将它与其依赖环境一起打包到一个容器中，将镜像打包后上传到仓库，就可以发布应用到任意平台中。在使用时，只用一条命令就可以将镜像拉取到本地，然后一条命令就可以快速的将项目部署起来。这也完美的诠释了Docker的三大核心：镜像、容器、仓库。

➢镜像(Image)：相当于是一个root文件系统。比如官方镜像ubuntu:16.04就包含了完整的一套Ubuntu16.04最小系统的root文件系统。在实际使用中，它包含运行某个软件所需的所有内容，我们把应用程序和所需的依赖、函数库、环境、配置等文件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。

➢容器(Container)：是镜像中的应用程序运行后形成的进程，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。容器(Container)和镜像(Image)的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是从镜像创建的运行实例，它可以被启动、开始、停止、删除，每个容器都是互相隔离的，保证安全的平台，我们可以把容器看做是简易版的linux环境(包括root用户权限、镜像空间、用户空间和网络空间等)和运行在其中的应用程序。

➢仓库(Repository)：是集中存放镜像的地方，Docker提供一个注册服务器(Register)来保存多个仓库，每个仓库又可以包含多个具备不同tag的镜像。Docker仓库分为公共仓库和私有仓库两种，最大的公共仓库是官方提供的Docker Hub，其中存放了数量庞大的镜像供用户下载。国内不少云服务提供商 (如时速云、阿里云等) 也提供了仓库的本地源，可以提供稳定的国内访问。当然，用户如果不希望公开分享自己的镜像文件，Docker也支持用户在本地网络内创建一个只能自己访问的私有仓库，当用户创建了自己的镜像之后就可以使用push命令将它上传到指定的公有或者私有仓库。这样用户下次在另外一台机器上使用该镜像时，只需要将其从仓库上pull下来就可以了，这里仓库的概念类似 Git，Register可以理解为GitHub这种托管服务。

三、Docker架构

　　我们要使用Docker来操作镜像、容器，就必须要安装Docker。Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

　　(1)服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等；

　　(2)客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。

　　对于用户来说，镜像操作一般是指Docker的客户端操作，包括镜像获取、创建、修改、运行、删除、搜索、查看等一系列操作。Docker重要的操作命令有docker build、docker run、docker pull。

➢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。

➢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image，然后加载到内存开始执行，image执行起来就是所谓的container。

➢docker pull：用户通过docker client发送命令，docker daemon接收到命令后向docker registry发送image下载请求，下载后存放在本地，这样就可以使用image了。

　　所以，我们执行Docker命令时，其本质是通过docker daemon去操作Docker的镜像、容器、仓库等来完成相关功能。Docker本质就是宿主机的一个进程，Docker是通过namespace实现资源隔离，通过cgroup实现了资源限制，通过写时复制机制(copy-on-write)实现了高效的文件操作(类似虚拟机的磁盘,比如分配500g并不是实际占用物理磁盘500g)。