Docker--容器虚拟化技术的初步了解

Docker简介

Dcoker是基于容器技术的轻量级虛拟化解决方案，docker是由容器引擎，把linux的cgroup、namespaces等容器底层技术进行完美的封装、并抽象为用户提供创建和管理容器的便捷界面(命令行Cli、api等) C/s

一.Docker介绍

• Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言 并遵从 Apache2.0 协议开源。

• Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 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（类似 iPhone 的 app）,更重要的是容器性能开销极低。

• Docker 从 17.03 版本之后分为 CE（Community Edition: 社区版） 和 EE（Enterprise Edition: 企业版）。

二、Docker的底层原理

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• 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。
• 通过Linux中内核态的管理模块 cgroups (Control groups) 控制组 与 namespace 结合，控制管理了6个名称空间资源来实现应用之间的完整隔离。

6个名称空间介绍如下：
①、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
②、user：操作进程的用户和用户组
③、pid：进程编号
④、uts：主机名和主机域
⑤、ipc：信号量、消息队列，共享内存
⑥、net：网络设备、网络协议栈、端口等

三、Docker的优势

• Docker引擎统一了基础设施环境：docker环境------》image------>封装一个简易的操作系统(3.0+G)
• Docker引擎统一了封装应用(装箱/封装-类比于集装箱)方式：docker镜像一》 images
• Docker 引擎统一了运行时环境：docker容器一 》基于镜像——》运行为容器(可运行的环境)，实现了一次构建、多次、多处使用

四、Docker容器与传统虚拟化的比较

特性	Docker	虚拟机
启动速度	秒级	分钟级
计算能力损耗	接近无	损耗50%左右
磁盘占用	MB级	GB级
数量 上千个	（进程）	几十个（操作系统）
隔离性	进程级别	系统级别
封装程度	只打包项目代码和依赖关系，共享宿主机内核	完整的操作系统，与宿主机隔离
操作系统	主要支持Linux	几乎所有

五、Docker的三大核心概念

1.镜像（image）

• Docker镜像是创建容器的基础，类似虚拟机的快照，可以理解为Docker容器的模板，比如：一个镜像可以是一个完整的Centos操作系统环境，称为Centos镜像，也可以是安装了Nginx的应用程序，称之为Nginx镜像，等等。
• Docker可以自己创建镜像文件，也可以从网上下载已经做好的应用镜像来直接使用。

2.容器（container）

• Docker容器是镜像运行的实例，它可以被启动、
  停止、删除。所创建的每一个容器都相互隔离。

3.仓库（repository）

• Docker 仓库是用来存放镜像的地方，当创建了镜像之后可以使用 push 命令将它上传到公共仓库（public）或者私人仓库（private），当下次需要在别的机器上使用镜像的时候，只需要从仓库上使用 pull 命令下载下来就可以了。

Docker社区版安装

1.环境配置

[root@localhost opt]# systemctl stop firewalld.service 
[root@localhost opt]# systemctl disable firewalld
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
[root@localhost opt]# setenforce 0
[root@localhost opt]# vim /etc/selinux/config 
SELINUX=disabled
[root@localhost opt]# vim /etc/resolv.con
nameserver 114.114.114.114

2.安装依赖包

[root@localhost opt]# yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
device：存储驱动 lvm2：控制工具

3.设置阿里云镜像源

[root@localhost opt]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@localhost yum.repos.d]# yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
已加载插件：fastestmirror, langpacks
adding repo from: https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
grabbing file https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo to /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
repo saved to /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

4.安装docker-ce社区版

[root@localhost yum.repos.d]# yum -y install docker-ce
[root@localhost yum.repos.d]# systemctl start docker
[root@localhost yum.repos.d]# systemctl enable docker
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service to /usr/lib/systemd/system/docker.servic

5.设置镜像加速

1、登录阿里云官网

2.通过修改daemon配置文件/etc/docker/daemon.json来使用加速器

tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://8*****.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
[root@localhost docker]# systemctl daemon-reload 
[root@localhost docker]# systemctl restart docker
[root@localhost docker]# cat daemon.json 
{
  "registry-mirrors": ["https://8eueg49g.mirror.aliyuncs.com"]
}

3.设置路由转发

[root@localhost docker]# vim /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.ip_forward = 1

[root@localhost docker]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@localhost docker]# systemctl restart network
[root@localhost docker]# systemctl restart docker

4.查看docker版本

三种方法：

• docker -v ：显示简要的版本信息
• docker version ： 显示docker client 和 docker server 的详细信息
• docker info ：更加详细的显示docker的所有信息

[root@localhost docker]# docker -v
Docker version 20.10.8, build 3967b7d
[root@docker ~]# docker version
Client: Docker Engine - Community
 Version:           20.10.8
 API version:       1.41
 Go version:        go1.16.6
 Git commit:        3967b7d
 Built:             Fri Jul 30 19:55:49 2021
 OS/Arch:           linux/amd64
 Context:           default
 Experimental:      true

Server: Docker Engine - Community
 Engine:
  Version:          20.10.8
  API version:      1.41 (minimum version 1.12)
  Go version:       go1.16.6
  Git commit:       75249d8
  Built:            Fri Jul 30 19:54:13 2021
  OS/Arch:          linux/amd64
  Experimental:     false
 containerd:
  Version:          1.4.9
  GitCommit:        e25210fe30a0a703442421b0f60afac609f950a3
 runc:
  Version:          1.0.1
  GitCommit:        v1.0.1-0-g4144b63
 docker-init:
  Version:          0.19.0
  GitCommit:        de40ad0
[root@docker ~]# docker info
Client:
 Context:    default
 Debug Mode: false
 Plugins:
  app: Docker App (Docker Inc., v0.9.1-beta3)
  buildx: Build with BuildKit (Docker Inc., v0.6.1-docker)
  scan: Docker Scan (Docker Inc., v0.8.0)

Server:
 Containers: 0
  Running: 0
  Paused: 0
  Stopped: 0
 Images: 2
 Server Version: 20.10.8
 Storage Driver: overlay2
  Backing Filesystem: xfs
  Supports d_type: true
  Native Overlay Diff: true
  userxattr: false
 Logging Driver: json-file
 Cgroup Driver: cgroupfs
 Cgroup Version: 1
 Plugins:
  Volume: local
  Network: bridge host ipvlan macvlan null overlay
  Log: awslogs fluentd gcplogs gelf journald json-file local logentries splunk syslog
 Swarm: inactive
 Runtimes: io.containerd.runc.v2 io.containerd.runtime.v1.linux runc
 Default Runtime: runc
 Init Binary: docker-init
 containerd version: e25210fe30a0a703442421b0f60afac609f950a3
 runc version: v1.0.1-0-g4144b63
 init version: de40ad0
 Security Options:
  seccomp
   Profile: default
 Kernel Version: 3.10.0-957.el7.x86_64
 Operating System: CentOS Linux 7 (Core)
 OSType: linux
 Architecture: x86_64
 CPUs: 4
 Total Memory: 3.683GiB
 Name: docker
 ID: 4KTG:EZRQ:4XKL:FLOB:BPPH:J3SS:LLT7:E2ZS:YUVE:L73B:AIFH:6ABL
 Docker Root Dir: /var/lib/docker
 Debug Mode: false
 Registry: https://index.docker.io/v1/
 Labels:
 Experimental: false
 Insecure Registries:
  127.0.0.0/8
 Registry Mirrors:
  https://rpw1odqr.mirror.aliyuncs.com/
 Live Restore Enabled: false

WARNING: bridge-nf-call-iptables is disabled
WARNING: bridge-nf-call-ip6tables is disabled

4.配置docker的网段两种方式

①：配置文件vim /etc/docker/daemon.json内添加"bip": “IP地址/24”

②：命令行配置：

[root@localhost docker]# vim /etc/docker/daemon.json
{
	"graph": "/data/docker",					##数据目录
	"storage-driver": "overlay2",				##存储引擎；版本迭代：LXC——>overlay——>overlay2(overlayfs:文件系统，解决docker镜像分层)
	"insecure-registries": [" registry.access.redhat.com", "quary.io"]	##私有仓库位置
	"registry-mirrors": ["https://***"]		##镜像加速
	"bip": "172.17.0.1/24",		##docker网络；控制网段的位置；需要创建新的网桥，系统默认的docker0是不变的
	"exec-opts": ["native.cgroupdriver-systemd"],		##启动时候的额外参数(驱动)
	"live-restore":true		##当docker容器引擎挂掉的时候，使用docker跑起来的容器还能运行(分离)
}