Docker系列1.基础认识

摘要：Docker基本介绍。了解Docker的概念与组成，可以在命令的学习中更好地构建起体系，也可以与之前的知识融会贯通。

知识点：Docker用途 组成 原理，Docker容器简介

一.Docker入门介绍

Docker是什么？

简单来说，docker是一种比虚拟机更方便的虚拟化环境。有多方便？举个例子，以前想在Windows环境运行LAMP服务器，需要下载安装VMWare一类的虚拟机管理工具，再安装linux虚拟机，再安装LAMP环境；现在只要在docker中通过定制的镜像创建需要的容器即可。
容器是docker的一个重要概念。它和虚拟机相似，是一种虚拟化的方案。与虚拟机不同的是，容器直接运行在操作系统内核之上，是操作系统级的虚拟化（虚拟机需要通过中间层），因此依赖于特定的操作系统。Docker的容器就依赖于Linux系统。
容器的运行效率比虚拟机高不少，这意味着可以在一台机器中运行很多容器（虚拟机就不行，它要模拟硬件，对内存和CPU消耗很大）。
容器本身复杂，不易安装管理与自动化，所以在Docker出现之前未能广泛应用。而Docker提供了一个部署应用程序的引擎，可以将开发者的程序轻量、快速、自动地部署到容器中，大大简化了操作。
Docker的好处很多：低耦合、部署方便、缩短开发周期...此处不再赘述。

Docker的构成

·Docker Client（客户端）

与接下来的守护进程一起介绍。

·Docker Daemon（守护进程）

Docker是C/S架构，类似Mysql的client与server模块，Server可以处于本地或远程。
具体来说，客户端会把你的命令发送给守护进程（Server） ，守护进程执行完返回结果给客户端。

·Docker Image（镜像）

镜像是容器的“DNA”、“源代码”、“类”，而容器相对地就是“表达的蛋白质”、“生成的代码”、“对象”。
稍微深入一点来讲，Docker的Image是一个只读层叠文件系统，层叠关系从上到下是这样的：

• Union mount（联合加载）——一次加载多个文件系统，都是只读的。 在外面只能看到一个文件系统，因为它将各层文件系统加载到一起。
• rootfs （root文件系统）——例如Ubuntu、CentOS。传统来讲，它以只读方式加载，验证过后才变为读写模式；而Docker中它只能为只读模式。
• bootfs（引导文件系统）——它让程序被装入内存，然后它自己被卸载。用户不会和这一层打交道。

·Docker Container（容器）

容器通过镜像启动，它是镜像的执行单元。一个容器只能由一个镜像创建，但可以执行用户的多个进程。镜像是Docker生命周期的构建和打包阶段，容器则是启动和执行阶段。
启动和执行的过程：
Docker在镜像层的基础上加了一个可写层，我们的程序就在这一层执行。刚开始可写层是空白的，如果我们想修改只读层的文件，则会像持久化数据结构（或者具体一点，git）那样，存储你的修改。这就是Docker的Copy on Write（写时复制）技术。

·Docker Registry（仓库）

Docker仓库分为公有和私有。

• 公有：DockerHub（慢的不得了）、国内各种镜像源。建议使用国内镜像源，修改教程可以百度“Docker使用国内镜像源”。
• 私有：可以搭建自己的Docker仓库，后面会介绍。

一些杂项

怎么安装？

网上教程很多。推荐一个 https://www.runoob.com/docker/ubuntu-docker-install.html
Windows安装比较麻烦，需要WSL，可能要搜索安装或开启Hyper-V服务的教程。这个过程中还可能需要搜索将Windows 10 家庭版修改为企业版的教程。请依据以上条目百度学习。另外，作者的Windows安装Docker失败了...问题处在WSL与注册表修改Windows企业版方式不能兼容。所以还是不推荐在Windows上强行安装Docker了，Linux或Mac都是很好的选择。

修改镜像源？

见网上教程，这个比安装简单多了。请一定修改镜像源！不然速度...

二.Docker容器相关技术

容器依赖的Linux内核特性有哪些？

·namespace（命名空间）

命名空间是封装的思想。Linux用它来进行系统资源的隔离，实现轻量级的虚拟化的服务。两个不同命名空间的进程，逻辑上是分离的。Docker提供了五种命名空间：

• PID (Process ID) 进程隔离
• NET (Network) 管理网络接口
• IPC (InterProcess Communication) 管理跨进程通信访问
• MNT (Mount) 管理挂载点
• UTS (Unix Timesharing System) 隔离内核和版本标识

如何把这些隔离的资源管理起来呢？这就要使用：

·Control Groups（cgroups， 控制组）

控制组可以说是为了容器而生的。它拥有【资源限制】【优先级设定】【资源计量】【资源控制】等职能，专门用来管理资源。

这些特性带给了Docker容器哪些能力？

1. 文件系统的隔离：每个容器都可以有自己的root文件系统
2. 进程隔离：每个容器都运行在自己的进程环境中
3. 网络隔离：容器间虚拟网络接口和IP地址都是分开的
4. 资源隔离与分组：CPU和内存等资源会独立分配给各个Docker容器。