Docker 系列（一）：Docker 基础

Docker 系列（一）：Docker 基础

一. 简介

1. Docker 是什么

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 OverlayFS 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。

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。

Docker 在容器的基础上，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。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。

2.为什么使用 Docker

对比传统虚拟机总结

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

使用 Docker 的优点（熟悉 Docker 的下面应该可以回答为什么，怎么做到的）

• 更高效的利用系统资源
• 更快速的启动时间
• 一致的运行环境
• 持续交付和部署
• 更轻松的迁移
• 更轻松的维护和扩展

二. Docker 的三大基础概念！

Docker 的优点离不开下面的三大概念，理解了下面三点，就能理解 Docker 的整个生命周期

• 镜像（Image）
• 容器（Container）
• 仓库（Repository）

镜像（Image）

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。而 Docker 镜像，就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:18.04 就包含了完整的一套 Ubuntu 18.04 最小系统的 root 文件系统。

而 Docker 镜像就是一个特殊的文件系统，Docker 在设计时，使用 Union FS 技术设计为分层存储的架构，什么是分层存储呢？

• 镜像在构建的时候，会一层一层的构建，前一层是后一层的基础，每一层构建完之后不会再发生改变。

例如：现在我们想自己构建一个 新镜像，首先我们选取官方镜像 ubuntu:18.04 作为基础镜像 ，然后在里面新建了一个 1kb 的文本文件，此时就在基础镜像上新增了 1kb，这是第二层，然后我们做了删除操作，看上去我们的文件其实是被删除了，其实是在第二层及基础上又加了第三层，刚才的 1kb 文件会一直伴随着镜像，不会更改。

容器（Container）

容器的实质是进程，但是容器与普通线程又有所不同，它可以拥有自己的 root 文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间。因此容器是运行在一个隔离的环境里的，使用起来就像在一个独立的操作系统下一样。正因为这样隔离的特性，能使宿主机更加安全。

我们可以把镜像看成安装包，把容器看成用镜像创建的一个独立的进程。

• 前面讲过镜像使用的是分层存储，容器也是如此。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。

  
  

第三点什么意思呢，就是说我们不应该向容器内写入或更改任何东西，把要修改的目录挂载到宿主机，这样我们只需要备份一下配置目录，每次启动容器挂载这个配置目录，之前的所有修改都是不变的，因此不怕容器被删除或者停止，我们一条命令就可以重新拉起配置好的服务。

例如：我们在创建 Mysql:5.7 容器时把 Mysql 的 data 目录挂载到宿主机，此时你创建的数据库和数据库都会保存在宿主机，只需要备份目录，在新的机器上使用同样的命令就能拉起一个一模一样的服务，数据库没有任何变化。

仓库（Repository）

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。

以 Ubuntu 镜像 为例，ubuntu 是仓库的名字，其内包含有不同的版本标签，如，16.04, 18.04。我们可以通过 ubuntu:16.04，或者 ubuntu:18.04 来具体指定所需哪个版本的镜像。如果忽略了标签，比如 ubuntu，那将视为 ubuntu:latest。

此外，我们不仅可以使用公开的仓库如官方的 Docker Hub，我们还可以搭建私有的仓库服务。

镜像 -> 容器 -> 仓库 之间的关系

• 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。
• 仓库（Repository）是集中存放镜像的地方。
• 容器是独立运行的一个或一组应用，以及它们的运行态环境。对应的，虚拟机可以理解为模拟运行的一整套操作系统（提供了运行态环境和其他系统环境）和跑在上面的应用。

举例：我们拉取了一个 nginx 的官方镜像 nginx:latest，此时我们的 Linux 主机上存在一个镜像，然后我们启动这个镜像时，Docker 会根据这个镜像创建一个实例 假设我们命名为 nginx，实例的配置跟你输入的命令参数有关，这个实例就是一个容器，然后我们进入容器 nginx 做出修改。此时我们删除容器，那我我们的修改不会得到保存，而是随着容器一起被销毁。假设我们做出修改后把新的修改容器保存为一个镜像，然后提交到仓库，我们下次就可以直接使用修改后的镜像。

若有疏漏，欢迎指出。
本文首次更新时间 2020-05-30
本文最后更新时间 2020-05-30 （若有突破，持续更新，转载请注明出处）

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