【Docker入门】Docker的基本概念

1. 什么是Docker

Docker采用Go语言进行开发，基于linux内核的cgroup（控制组群：用来限制、控制和分离一个进程组群的资源）、namespace以及AUFS类的Union FS等技术，对进程进行封装隔离，属于操作系统层面的虚拟化技术。相比与传统的虚拟技术，Docker内部进程直接运行在宿主的内核上，不进行硬件虚拟。

2. 为什么要使用Docker

更加高效的利用系统资源

容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销，Docker对系统的利用能力更强。在应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度上都更有效。

更快速的启动时间

传统的虚拟机技术需要启动应用服务，对于Docker应用，直接寄宿在宿主内核，无需启动一个完整的操作系统，因此可以达到秒级甚至毫秒级的启动时间。

一致的运行环境

在实际开发的过程中，测试开发以及生产的环境都是不一样的，所以有时候会因为环境变化导致bug的出现，Docker的镜像提供除了内核外完整的运行时环境。

持续交付和部署

对于开发或者是运维，希望做到一次配置，处处运行。使用Docker可以通过定制应用镜像实现持续集成、持续交付和部署（CI/CD）。开发人员可以使用Dockerfile进行镜像的构建，使用该文件让镜像更加透明化。

更轻松的迁移

Docker确保了执行环境的一致性，使得在多平台迁移的时候会更加容易。

更轻松的维护和扩展

Docker使用分层存储技术以及镜像技术，使得应用重复部分的复用更加容易。可以基于基础镜像进一步拓展定制化的镜像。Docker团队以及各个开源项目团队一起维护了很多高质量的官方镜像。

对比

特性	容器	虚拟机
启动	秒级	分钟级
硬盘使用	一般为MB	一般为GB
性能	接近原生	弱于
系统支持量	单机支持上千个容器	一般几十个

3.Docker基本概念

3.1 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。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。
因为镜像包含操作系统完整的 root 文件系统，其体积往往是庞大的，因此在 Docker 设计时，就充分利用 Union FS 的技术，将其设计为分层存储的架构。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。

3.2 容器

镜像（Image）和容器（Container）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。
容器实际上是容器，但是和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，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。
对于容器也采用分层存储原理，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。
按照 Docker 最佳实践的要求，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。

3.3 仓库

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。

参考书籍：https://legacy.gitbook.com/book/yeasy/docker_practice/details