Docker 安装和架构说明

Docker 并非是一个通用的容器工具，它依赖于已存在并运行的Linux内核环境。

Docker实质上是在已经运行的Liunx下制造了一个隔离的文件环境，因此他的执行效率几乎等同于所部署的linux主机。因此Docker必须部署在Linux内核系统上。如果其他系统想部署Docker就必须安装一个Linux环境。

在windows上部署Docker的方式是先安装一个虚拟机，并在安装Linux系统中运行Docker。

1. 前提说明 

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目前，CentOS 仅发行版本中的内核支持 Docker。Docker 运行在CentOS 7 (64-bit)上，要求系统为64位、Linux系统内核版本为 3.8以上，这里选用Centos7.x

查看内核

uname命令用于打印当前系统相关信息（内核版本号、硬件架构、主机名称和操作系统类型等）。        

2. Docker的基本组成

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2.1 镜像

Docker 镜像（Image）就是一个只读的模板。镜像可以用来创建 Docker 容器，一个镜像可以创建很多容器。

它也相当于是一个root文件系统。比如官方镜像 centos:7 就包含了完整的一套 centos:7 最小系统的 root 文件系统。

相当于容器的“源代码”，docker镜像文件类似于Java的类模板，而docker容器实例类似于java中new出来的实例对象。

2.2 容器

1 从面向对象角度

Docker 利用容器（Container）独立运行的一个或一组应用，应用程序或服务运行在容器里面，容器就类似于一个虚拟化的运行环境，容器是用镜像创建的运行实例。就像是Java中的类和实例对象一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器为镜像提供了一个标准的和隔离的运行环境，它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台

2 从镜像容器角度

可以把容器看做是一个简易版的 Linux 环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。

2.3 仓库

仓库（Repository）是集中存放镜像文件的场所。

类似于

Maven仓库，存放各种jar包的地方；

github仓库，存放各种git项目的地方；

Docker公司提供的官方registry被称为Docker Hub，存放各种镜像模板的地方。

仓库分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式。

最大的公开仓库是 Docker Hub(https://hub.docker.com/)，

存放了数量庞大的镜像供用户下载。国内的公开仓库包括阿里云 、网易云等

2.4 总结

需要正确的理解仓库/镜像/容器这几个概念:

Docker 本身是一个容器运行载体或称之为管理引擎。我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境，这个打包好的运行环境就是image镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生成Docker容器实例(类似Java中new出来一个对象)。

image文件可以看作是容器的模板。Docker 根据 image 文件生成容器的实例。同一个 image 文件，可以生成多个同时运行的容器实例。

镜像文件

*  image 文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为镜像文件。

容器实例

*  一个容器运行一种服务，当我们需要的时候，就可以通过docker客户端创建一个对应的运行实例，也就是我们的容器

仓库

* 就是放一堆镜像的地方，我们可以把镜像发布到仓库中，需要的时候再从仓库中拉下来就可以了。

3. docker容器架构图

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3.1 docker工作原理

Docker是一个Client-Server结构的系统，Docker守护进程运行在主机上， 然后通过Socket连接从客户端访问，守护进程从客户端接受命令并管理运行在主机上的容器。 容器，是一个运行时环境，就是我们前面说到的集装箱。可以对比mysql演示对比讲解

 3.2 Docker平台架构图

Docker 是一个 C/S 模式的架构，后端是一个松耦合架构，众多模块各司其职。

1. 用户是使用Docker Client 与Docker Daemon建立通信，并发送请求给后者。

2. Docker Daemon作为Docker架构中的主体部分，首先提供DockerServer的功能使其可以接受Docker Client的请求。

3. Docker Engine执行Docker内部的一系列工作，每一项工作都是以一个Job的形式存在。

4. Job运行过程中，当需要容器镜像时，则从Docker Registry中下载镜像，并通过镜像管理驱动Graph drive将下载镜像以Graph的形式存储。

5. 当需要为Docker创建网络环境时，通过网络管理驱动Network driver创建并配置Docker容器网络环境。

6. 当需要限制Docker容器运行资源或执行用户指令等操作时，则通过Exec driver来完成。

7. Libcontainer 是一项独立的容器管理包，Network driver以及Exec driver都是通过Libcontainer来实现具体对容器进行的操作。

4. Docker 安装

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 官方安装地址 Install Docker Engine on CentOS | Docker Documentation

1. 确定linux版本

cat /etc/redhat-release 

2. 卸载旧版本

sudo yum remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-engine

3. yum 安装 gcc

yum -y install gcc gcc-c++

4. 安装所需要的软件包

sudo yum install -y yum-utils

5. 设置stable镜像仓库

# 官网仓库

sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# 这里建议使用阿里云仓库

sudo yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

6. 更新yum软件包索引

yum makecache fast

7. 安装docker ce

yum -y install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

8. 启动 docker

systemctl start docker # 启动docker

systemctl status docker # 查看运行状态docker

systemctl enable docker # 设置开机自启

9. 测试

docker version # 查看docker版本

docker run hello-world # 运行案例

10. 卸载

systemctl stop docker  # 停止docker进程

yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io # 删除docker和docker源

rm -rf /var/lib/docker # 删除docker镜像

rm -rf /var/lib/containerd  # 删除docker容器

11. 拓展(配置阿里云加速镜像器)

登录阿里云进入控制台，选择容器镜像服务

 选择镜像工具，可以看到加速器地址

 根据下面的操作文档配置加速器 

5. hello-world

1. 启动hello-world容器

输出这段提示以后，hello world就会停止运行，容器自动终止 

 2. run做了什么

 

6. 底层原理

(1)docker有着比虚拟机更少的抽象层

   由于docker不需要Hypervisor(虚拟机)实现硬件资源虚拟化,运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有明显优势。

(2)docker利用的是宿主机的内核,而不需要加载操作系统OS内核

   当新建一个容器时,docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。进而避免引寻、加载操作系统内核返回等比较费时费资源的过程,当新建一个虚拟机时,虚拟机软件需要加载OS,返回新建过程是分钟级别的。而docker由于直接利用宿主机的操作系统,则省略了返回过程,因此新建一个docker容器只需要几秒钟。