docker常用命令原理图概览：
按照ｄｏｃｋｅｒ官网上的说法，docker的文件系统分为两层:bootfs和rootfs
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bootfs包含了bootloader和linux内核。用户是不能对这层作任何修改的。在内核启动之后，bootfs实际上会unmount掉。
rootfs则包含了一般系统上的常见目录结构，类似于/dev, /proc, /bin等等以及一些基本的文件和命令。
上图中，aufs (advanced multi layered unification filesystem),是一种可堆叠的文件系统。
对于linux上不同版本的问题，docker可以同时运行多个rootfs.
Docker是一个用于开发，发布和运行应用程序的开放平台。Docker被设计用于更快的交付你的应用。使用Dokcer，你可以将你的应用从基础设施中分离出来，并且向对待一个管理应用程序一样对待你的基础设施。Docker帮助你更快的发布代码，更快的测试，更快的部署和缩短编写代码和运行代码的周期。
Docker通过组合带有工作流和工具的内核容器化特征来实现，这些工具能够帮助你管理和部署你的应用。
在她的内核，Docker提供了一个方式，该方式能够在一个容器中安全分离的运行任何程序。这种分离和安全性允许你同时在你的主机上运行任何容器。容器的轻量化特征，不带额外的虚拟机加载来运行，意味着你可以获取尽可能多的硬件。
围绕着容器的是工具和一个平台，他们可以以下面几个方式帮助你：
- 将你的应用（和支持的组件）带入到Docker容器中。
- 分发和发布这些容器到你的团队中用于后期开发和测试。
- 部署这些应用到你的产品uanjing中，无论他是在一个本地数据中心还是在云上。
我可以使用Docker干啥？
1、更快的发布你的应用
Docker在帮助缩短开发生命周期方面做的很完美。Docker允许你的应用在本地容器中开发，该容器包含你的应用和服务程序。然后他会集成一个连续的集合体和部署工作流。
举个例子，你的开发者本地编写代码并且和他们的同事使用Docker共享他们的开发栈。当他们完成之后，他们推送他们的代码和栈进入到一个测试环境中，运行任何必须的测试。从测试环境中，你可以推送Docker镜像到产品中，并部署你的代码。
2、更简单的部署和扩展
Docker的基于容器的平台允许高度可移植的工作负载。Docker容器可以运行在一个开发者本地主机上，在一个数据中心的物理或虚拟机上，或者是在云上。
Docker的可移植性和轻量性特征也使得动态管理工作负载更加容易。你可以使用Docker更快的扩展和卸载应用和服务。Docker的速度意味着扩展可以更加接近真实的时间。
3、实现更高的密度和运行更多的工作负载
Docker是轻量的和快速的。相比较基于管理程序的虚拟机，他提供一个切实可行的，性价比高的选择。这在高密度环境中是及其有用的：例如，构件你自己的云或PAAS。但是他用于小中型的部署，你想要获取更多的资源，也是很有用的。
啥是主要的Docker组件？
Docker有两个主要组件：
- Docker引擎：开源的容器化平台。
- Docker Hub：我们的用于分享和管理Docker容器的SAAS平台。
啥是Docker的架构？
Docker使用一个客户端服务器架构。Docker客户端和Docker守护进程交流，Docker守护进程做非常重要的工作，构建，运行和分发你的Docker容器。Docker客户端和守护进程可以运行在同样的系统上，或者是你可以连接一个Docker客户端到一个远程Docker守护进程中。Docker客户端和守护进程通过sockets或通过RESTful API进行沟通交流。
Docker守护进程
正如上面的图片显示，Docker守护进程运行在一个主机机器中。用户不直接和守护进程交互，而是通过Docker客户端。
Docker客户端
Docker客户端，以docker二进制的形式出现，是Docker最基本的用户接口。他接收来自用户的命令，然后和Docker守护进程来回沟通。
Docker内部
为了能够理解Docker的内部，你需要去理解下面三个资源：
- Docker镜像
- Docker注册处
- Docker容器
Docker镜像
一个Docker镜像是一个只读的模板。例如，一个镜像可以包含一个带有Apache和你的web应用的Ubuntu操作系统。镜像被用来创建Docker容器。Docker提供了一个简单的方式来构建一个新的镜像或更新一个存在的镜像，或者是你可以下载其他人已经创建的Docker镜像。Docker镜像是Docker的build组件。
Docker注册处
Docker注册处保留镜像。这些是来自于上传或下载镜像的公共或私密存储的地方。公共的Docker注册处又Docker Hub提供。他提供了一个你可以使用的已存镜像的集合。这些可以是你自己创建的或其他人创建的你可以使用的镜像。Docker注册处是Docker的distribution组件。
Docker容器。
Docker容器和目录是相似的。一个Docker容器可以保存任何东西，这些东西是运行一个应用程序所必须的。每一个容器都是从一个Docker镜像中创建的。Docker容器可以被运行，开启，停止，移动和删除。每一个容器都是一个分离的和安全的应用平台。Docker容器是Docker的运行组件。
Docker镜像如何工作？
我们已经知道Docker镜像是一个只读的模板，在镜像中Docker容器被创建。每一个容器包含一系列层。Docker使用union文件系统来组合这些层到一个单一的镜像中。Union文件系统允许分离文件系统的文件和目录作为分支，被透明化的覆盖，构成一个单一的一致的文件系统。
Docker非常轻量化的一个原因就是因为这些层。当你改变了一个Docker镜像的时候–例如，更新一个应用程序到一个新版本–一个新的层被构建。因此，不是替换整个镜像或整体重新构建。就像你可能在一个虚拟机上工作，仅仅那一层被添加或更新。现在你不必发布一个整体的新的镜像，仅仅更新便可。这使得发布Docker镜像更快更简单。
每一个镜像都从一个基础镜像开始，例如，ubuntu，一个基本的Ubuntu镜像，或者是fedora，一个基本的Fedora镜像。你也可以使用你自己的镜像作为新镜像的基础镜像，例如，如果你有一个基本的Apache镜像，你可以使用这个作为你的Web应用镜像的基本镜像。
Docker镜像从这些基本镜像中使用一个简单的，可描述的步骤，我们称作指令，被构件。每一个指令在我们的镜像中创建一个新层。指令包含的行为类似于：
- 运行一个命令
- 添加一个文件或目录
- 创建一个环境变量
- 当从这个镜像中创建了一个容器的时候哪一个进程运行
这些指令被存储在被称为Dockerfile的文件中。一个Dockerfile是一个基于包含构件镜像的指令和命令脚本的文本文件。当你需要构件一个镜像，执行指令返回一个最终镜像的时候，Docker读取这个Dockerfile。
Docker注册处如何工作？
Docker注册处是你的Docker镜像的保存处。一旦你构建了一个Docker镜像，你可以将他推送到一个公共的注册处例如Docker Hub或者是到你自己的注册处。
使用Docker客户端，你可以搜索已经发布的镜像和下载到你的Docker主机中来从他们中构建容器。
Docker Hub既提供公共的也提供私人的镜像存储。公共存储可以被任何人搜索和下载。私人存储仅仅你和你的用户可以下载使用。
容器如何工作？
一个容器包含一个操作系统，用户文件和元数据。正如我们看到的，每一个容器都是从镜像中被构建的。那个镜像告诉Docker容器保存什么数据，当容器发布的时候运行什么进程，还有其他一些配置数据。Docker镜像是只读的。当Docker从一个镜像中运行一个容器的时候，他在镜像的最顶层添加一个读写层（使用union文件系统），在该层中你的应用程序可以运行。
当你运行一个容器的时候发生了啥?
无论是使用docker二进制还是API，Docker客户端告诉Docker守护程序来运行一个容器。
$ docker run -i -t ubuntu /bin/bash
Docker引擎客户端使用带有run选项的docker二进制运行一个新的容器。Docker客户端需要告诉Docker守护进程运行容器的最低限度是:
- 容器从哪一个Docker镜像中构建的，例如，ubuntu
- 当他被发布的时候，内部容器想要运行的命令，例如，
/bin/bash
所以，当我们运行这个命令的时候钩子下面发生了什么?
按照次序，Docker引擎做：
- 推出ubuntu镜像：Docker引擎检查当前的ubuntu镜像。如果镜像已经存在，Docker引擎使用他作为新的容器。如果在当前主机上不存在，然后Docker引擎从Docker Hub中拉取下来。
- 创建一个新的容器：一旦Docker引擎有镜像，他便使用它来创建一个容器。
- 分配文件系统，挂载一个读写层：容器在文件系统中被创建，并且一个读写层被添加到镜像中。
- 分配一个网络/桥接口。创建一个网络接口来允许Docker容器与本地主机交流。
- 设置一个IP地址。从一个池中寻找和绑定一个可用的IP地址。
- 执行一个你指定的进程。运行应用。
- 捕获和获取应用输出：连接和记录标准输入，输出和错误，来告诉你你的应用是如何工作的。
现在你就拥有一个运行的容器了。现在你可以管理你的容器，与你的应用交互，当结束的时候，可以停止和移除你的容器。
底层的技术
Docker是使用Go编写的，使用多个内核特征来分发其功能。
命名空间
Docker充分使用称为namespace的技术来提供分离的工作空间，我们称为容器。当你运行一个容器，Docker为这个容器创造一些列命名空间。
这个提供了一层分离：容器的每一个方面运行在他自己的明明空间中，并且不能访问其命名空间之外的数据。
Docker引擎在Linux中使用的命名空间有：
-
pid命名空间：进程分离 -
net命名空间：管理网络接口 -
ipc命名空间：管理IPC资源访问 -
mnt命名空间：管理挂载点 -
uts命名空间：分离内核和版本识别
控制组
在Linux上的Docker引擎也会使用其他的技术称为cgroups或控制组。在分离体中运行程序的关键就是只让他们使用你想要的资源。这能保证容器在主机中是一个优秀的多租户居民。控制组允许Docker引擎共享可用硬件资源，如果必要，设置限制和约束。例如，为特定容器限制可用内存。
Union文件系统
Union文件系统或者是UnionFS，是一个文件系统，其通过创建层来操作，使得他们更加轻量化和快速。Docker引擎使用union文件系统来为容器提供构件块。Docker引擎可以使用多个union文件系统变量，包括AUFS,btrfs,vfs和DeviceMapper。
容器格式
Docker引擎组合这些组件到一个包中，我们称为一个容器格式。默认的容器格式被称为libcontainer。在将来，Docker可能支持其他容器格式，例如，通过集成BSD Jails或Solaris Zones。
Docker的文件系统是分层的，它的rootfs在mount之后会转为只读模式。 Docker在它上面添加一个新的文件系统，来达成它的只读。
事实上，从下图中，我们能看到多个只读的文件系统，Docker中把他们称为 层。
image是只读的，container部分则是可写的。
如果用户想要修改底层只读层上的文件，这个文件就会被先拷贝到上层，修改后驻留在上层，并屏蔽原有的下层文件。
最后一部分是容器(container)， 容器是可读写的。
在系统启动时，Docker会首先一层一层的加载image，直到最先面的base image。而这些image都是只读的。
最后，在最上层添加可读写的一个容器， 这里存放着诸如unique id，网络配置之类的信息。
既然是可读写的，就会有状态。容器共有两种状态：running 和 exited.
用户也可以用docker commit 命令将一个容器压制为image，供后续使用。
