Docker基本概念

什么是Docker

Docker是一个用于开发，交付和运行应用程序的开放平台。Docker使您能够将应用程序与基础架构分弃，从而可以快速交付软件。是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包大门的应用以及依赖包到一个可移植的镜像中，然后发布到任何流行的Linux或者Windows机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

沙箱(Sandbox):在计算机安全领域，沙箱是一种程序的隔离运行机制Docker在2013年一炮而红，直到现在，已经成为容器技术的代名词。Docker 从一开始就以提供标准化的运行时环境为目标，真正做到"build once, run anywhere"，可以将同一个构建版本用于开发、测试、预发布、生产等任何环境，并且做到了与底层操作系统的解耦。在此基础上还进一步发展出了CaaS（容器即服务）技术。

2013年，发布了docker

把容器化技术做成了标准化平台使用
docker有什么意义
docker引擎统一了基础设施环境-docker容器环境（引擎)
docker引擎统一了程序打包（装箱）方式-docker 镜像
docker引擎统一了程序部署（运行）方式-docker容器
镜像————》封装的某一个时刻的服务/应用状态
容器————》应用跑起来的状态（正常提供服务的状态-运行时)

应用场景

1、打包应用程序简单部署
2、可脱离底层硬件任意迁移(实现了应用的隔离，将应用拆分并进行解耦），例如:服务器从腾讯云迁移到阿里云
3、持续集成和持续交付(CI/CD):开发到测试发布
4、部署微服务
5、提供PAAS产品（平台即服务）{OpenStack的云主机类似于阿里云的ECs，属于IAAS、Docker (K8S）属于PAAS}

Docker引擎(Docker Engine)

Docker Engine是具有以下主要组件的客户端-服务器（C/S架构）应用程序:

• server端：服务器是一种长期运行的程序，称为守护程序进程( dockerd命令）。

• client端：REST API，它指定程序可以用来与守护程序进行通信并指示其操作的接口。

命令行界面(cLI）客户端（(docker命令）
docker run
docker start
docker rm

Docker的架构(Docker architecture)

Docker使用客户端-服务器架构。Docker客户端与Docker守护进程进行对话，该守护进程完成了构建，运行和分发Docker容器的繁重工作。

Docker区别于传统的虚拟化，不需要虚拟硬件资源，直接使用容器引擎，所以速度快

Docker Client:客户端

Docker’客户端(docker）是许多Docker用户与Docker交互的主要方式。当您使用诸如之类的命令时docker run，客户端会将这些命令发送到dockerd,以执行这些命令。该docker命令使用Docker API。Docker客户端可以与多个守护程序通信。

Docker daemon:守护进程

Docker守护程序( dockerd)侦听Docker API请求并管理Docker对象，例如图像，容器，网络和卷。守护程序还可以与其他守护程序通信以管理Docker 服务。
Docker images:镜像
Docker container:容器
Docker registry:镜像仓库

存储镜像的地方，默认在公共的 Docker Hub 上查找，可以搞个人仓库。

特性	Docker容器	虚拟机
启动速度	秒级	分钟级
计算能力损耗	几乎无	损耗 50%左右
性能	接近原生	弱于
系统支持量（单机）	上千个	几十个
隔离性	资源隔离/限制	完全隔离

一、Docker 概述

• Docker是一个开源的应用容器引擎，基于go语言开发并遵循了apache2.0协议开源

• Docker是在Linux容器里运行应用的开源工具，是一种轻量级的“虚拟机”

• Docker 的容器技术可以在一台主机上轻松为任何应用创建一个轻量级的、可移植的、自给自足的容器

Docker的Logo设计为蓝色鲸鱼，拖着许多集装箱

鲸鱼可看作为宿主机，集装箱可理解为相互隔离的容器，每个集装箱中都包含自己的应用程序。

1、Docker的设计宗旨

Build,Ship and Run Any App,Anywhere，
即通过对应用组件的封装、发布、部署、运行等生命周期的管理，达到应用组件级别的“一次封装，到处运行”的目的。这里的组件，既可以是一个应用，也可以是一套服务，甚至是一个完整的操作系统

2、容器化越来越受欢迎的原因

●灵活：即使是最复杂的应用也可以集装箱化。
●轻量级：容器利用并共享主机内核。
●可互换：可以即时部署更新和升级。
●便携式：可以在本地构建，部署到云，并在任何地方运行。
●可扩展：可以增加并自动分发容器副本。
●可堆叠：可以垂直和即时堆叠服务。

• 容器是在linux上本机运行，并与其他容器共享主机的内核，它运行的是一个独立的进程，不占用其他任何可执行文件的内存，非常轻量

• 虚拟机运行的是一个完成的操作系统，通过虚拟机管理程序对主机资源进行虚拟访问，相比之下需要的资源更多

3、Docker与虚拟机的区别

特性						Docker容器					虚拟机
启动速度				    秒级						    分钟级
计算能力损耗 				几乎无 						损耗 50%左右
性能						接近原生					    弱于
系统支持量（单机）			上千个						几十个
隔离性			        资源隔离/限制				    完全隔离

4、容器在内核中支持2种重要技术

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实现资源限制，通过写时复制技术（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）

二、Docker核心概念

● 镜像：一个面向Docker容器引擎的只读模板
Docker的镜像是创建容器的基础，类似虚拟机的快照，可以理解为一个面向 Docker 容器引擎的只读模板

通过镜像启动一个容器，一个镜像是一个可执行的包，其中包括运行应用程序所需要的所有内容包含代码，运行时间，库、环境变量、和配置文件

● 容器：从镜像创建的运行实例
Docker的容器是从镜像创建的运行实例，它可以被启动、停止和删除。所创建的每一个容器都是相互隔离、互不可见，以保证平台的安全性

可以把容器看做是要给简易版的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：集中保留镜像的地方
Docker仓库是用来集中保存镜像的地方，当创建了自己的镜像之后，可以使用push命令将它上传到公有仓库（Public）或者私有仓库（Private）。当下次要在另外一台机器上使用这个镜像时，只需从仓库获取

仓库分为
公有仓库：Docker官方仓库
私有仓库：个人化、私有化的仓库

Docker 的镜像、容器、日志等内容全部都默认存储在 /var/lib/docker 目录下。

总结：

镜像:一组资源集合，包含了应用程序软件包、应用程序相关的依赖包、运行应用程序所需要的基础环境（泛指操作系统环境)，可以理解为容器的模板

容器:基于镜像的一种运行时状态

仓库:存放image 镜像，仓库大类: 1、公共仓库—》docker hub 2、私有仓库 registry harbor

Docker是容器管理工具，容器由镜像创建而来，镜像从仓库中获取而来，仓库分为公有、私有

三、名称空间（Namespaces)

Docker使用一种称为namespaces提供容器的隔离工作区的技术。运行容器时，Docker会为该容器创建一组名称空间。
这些名称空间提供了一层隔离。容器的每个方面都在单独的名称空间中运行，并且其访问仅限于该名称空间。
Docker Engine在 Linux上使用以下名称空间:

• 该pid命名空间:进程隔离（PID:进程ID）。
• 该net命名空间:管理网络接口(NET:网络）。
• 该ipc命名空间:管理访问IPC资源（IPC:进程间通信）。
• 该mnt命名空间:管理文件系统挂载点（MNT: mount) 。
• 该uts命名空间:隔离内核和版本标识符。(UTS: Unix时间共享系统）。

mount 文件系统，挂载点—》》一个文件系统内，不能重复挂载一个指定目录，例如:/mnt
user 操作进程的用户和用户组
pid 进程编号
uts 主机名和主机域
ipc 信号量、消息队列，共享内存（理解，不同的应用调用内存资源的时候应该使用不同的内存空间)
net 网络设备、网络协议栈、端口等

四、控制组(control groups)

Linux上的 Docker引擎还依赖于另一种称为控制组(cgroups）的技术。cgroup_将应用程序限制为一组特定的资源。控制组允许Docker的Engine将可用的硬件资源共享给容器，并有选择地实施限制和约束。例如，您可以限制特定容器可用的内存。

总结

Docker没有什么东西，底层原理就是名称空间和控制组。名称空间是用来做隔离，控制组是用来资源控制的。