Docker是DotCloud开源的、可以将任何应用包装在Linux container中运行的工具。2013年3月发布首个版本,当前最新版本为1.3。Docker基于Go语言开发,代码托管在Github上,目前超过10000次commit。基于Docker的沙箱环境可以实现轻型隔离,多个容器间不会相互影响;Docker可以自动化打包和部署任何应用,方便地创建一个轻量级私有PaaS云,也可以用于搭建开发测试环境以及部署可扩展的web应用等。
Docker 使用 Google 公司推出的 Go 语言 进行开发实现,基于 Linux 内核的 cgroup,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。由于隔离的进程独立于宿主和其它的隔离的进程,因此也称其为容器。最初实现是基于 LXC,从 0.7 以后开始去除 LXC,转而使用自行开发的 libcontainer,从 1.11 开始,则进一步演进为使用 runC 和 containerd。
Docker 在容器的基础上,进行了进一步的封装,从文件系统、网络互联到进程隔离等等,极大的简化了容器的创建和维护。使得 Docker 技术比虚拟机技术更为轻便、快捷。
下面的图片比较了 Docker 和传统虚拟化方式的不同之处。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;而容器内的应用进程直接运行于宿主的内核,容器内没有自己的内核,而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。
图 1.4.1.1 - 传统虚拟化 图 1.4.1.2 - Docker我觉得简单来说,Docker就是一个应用程序执行容器,类似虚拟机的概念。但是与虚拟化技术的不同点在于下面几点:
Docker三大核心组件:
Docker主要特性:
Docker and VM
从下图可以看出,VM是一个运行在宿主机之上的完整的操作系统,VM运行自身操作系统会占用较多的CPU、内存、硬盘资源。Docker不同于VM,只包含应用程序以及依赖库,基于libcontainer运行在宿主机上,并处于一个隔离的环境中,这使得Docker更加轻量高效,启动容器只需几秒钟之内完成。由于Docker轻量、资源占用少,使得Docker可以轻易的应用到构建标准化的应用中。但Docker目前还不够完善,比如隔离效果不如VM,共享宿主机操作系统的一些基础库等;网络配置功能相对简单,主要以桥接方式为主;查看日志也不够方便灵活。
Docker网络
Docker的网络功能相对简单,没有过多复杂的配置,Docker默认使用birdge桥接方式与容器通信,启动Docker后,宿主机上会产生docker0这样一个虚拟网络接口, docker0不是一个普通的网络接口,它是一个虚拟的以太网桥,可以为绑定到docker0上面的网络接口自动转发数据包,这样可以使容器与宿主机之间相互通信。每次Docker创建一个容器,会产生一对虚拟接口,在宿主机上执行ifconfig,会发现多了一个类似veth****这样的网络接口,它会绑定到docker0上,由于所有容器都绑定到docker0上,容器之间也就可以通信。
在宿主机上执行ifconfig,会看到docker0这个网络接口,启动一个container,再次执行ifconfig,会有一个类似veth****的interface,每个container的缺省路由是宿主机上docker0的ip,在container中执行netstat -r可以看到如下图所示内容:
容器中的默认网关跟docker0的地址是一样的:
当容器退出之后,veth*虚拟接口也会被销毁。
除bridge方式,Docker还支持host、container、none三种网络通信方式,使用其它通信方式,只要在Docker启动时,指定--net参数即可,比如:
docker run -i -t --net=host ubuntu /bin/bash
host方式可以让容器无需创建自己的网络协议栈,而直接访问宿主机的网络接口,在容器中执行ip addr会发现与宿主机的网络配置是一样的,host方式让容器直接使用宿主机的网络接口,传输数据的效率会更加高效,避免bridge方式带来的额外开销,但是这种方式也可以让容器访问宿主机的D-bus等网络服务,可能会带来意想不到的安全问题,应谨慎使用host方式;container方式可以让容器共享一个已经存在容易的网络配置; none方式不会对容器的网络做任务配置,需要用户自己去定制。
Dockerfile和通过Dockerfile来构建Nginx容器
除了pull,镜像也可以通过"编译"得到,这里的"编译"是指一种构建行为,通过手动编写或者从github获取Dockerfile来构建一个镜像。可以把Dockerfile看成是一个脚本,这个脚本会在容器每次启动时执行。一般在Dockerfile里面需要编写基础软件的安装脚本和配置脚本。下面这个Dockerfile是个例子:
#
# Ubuntu Dockerfile
#
# https://github.com/dockerfile/ubuntu
#
# Pull base image.
FROM ubuntu:12.10
#Update OS.
RUN echo"debhttp://archive.ubuntu.com/ubuntu quantal main universe multiverse" >/etc/apt/sources.list
RUN apt-getupdate
RUN apt-getupgrade -y
#Install basic packages.
RUN apt-getinstall -y software-properties-common
RUN apt-getinstall -y curl githtop unzip vim wget
#Add files.
ADD root/.bashrc/root/.bashrc
ADD root/.gitconfig/root/.gitconfig
ADD root/scripts/root/scripts
#Set workingdirectory.
ENV HOME /root
WORKDIR /root
FROM指令表示这次构建需要基于ubuntu仓库的12.10这个TAG的镜像,如果本地不存在这个镜像的话,会自动下载镜像。镜像实际上就是编译好的结果。向上面这个Dockerfile,在原始ubuntu的基础上安装了很多常用的软件。