Docker認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)

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Docker認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)

一、Docker介紹

Docker是一個(gè)C/S架構(gòu)的容器引擎，它包括鏡像、容器和庫這三個(gè)重要的概念。
Docker是一個(gè)開源平臺(tái)，它包含容器引擎和Docker Hub注冊服務(wù)器。

1）Docker容器引擎
此引擎可以讓開發(fā)者打包自己的應(yīng)用和依賴包到一個(gè)可移植的容器中，然后將其發(fā)布到任何流行的Linux機(jī)器上。

2）Docker Hub注冊服務(wù)器
用戶可以在該服務(wù)器上創(chuàng)建自己的鏡像庫來存儲(chǔ)、管理和分享鏡像。利用Docker，可以實(shí)現(xiàn)軟件的一次配置、到處運(yùn)行。
Docker是PaaS提供商dotCloud公司（后改名為Docker）開源的、基于LXC的高級容器引擎，源碼托管于GitHub，基于GoLang開發(fā)，以Apache 2.0許可證發(fā)布。

Docker的特性：

1）統(tǒng)一的打包格式
Docker定義了一種統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的打包格式，可將應(yīng)用及其依賴打包到單個(gè)的鏡像。

2）交互式Shell
Docker可以分配一個(gè)虛擬終端并關(guān)聯(lián)到任何容器的標(biāo)準(zhǔn)輸入上，例如運(yùn)行一個(gè)一次性交互shell。

3）版本控制
Docker的版本控制類似于Git，Docker可以跟蹤一個(gè)容器的版本信息，查看版本差異，提交或回滾版本等。

4）組件復(fù)用
Docker容器以組件的方式搭建，可以利用一個(gè)基礎(chǔ)鏡像構(gòu)建更多的應(yīng)用容器。

5）共享鏡像
Docker用于一個(gè)公共的注冊服務(wù)器，無數(shù)的開發(fā)者上傳了他們的鏡像，這些鏡像包羅萬象，基本上各種應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用場景都可以找到相應(yīng)的鏡像。

6）內(nèi)容的隔離
文件系統(tǒng)隔離：每個(gè)進(jìn)程容器運(yùn)行在完全獨(dú)立的根文件系統(tǒng)里；
資源隔離：可以使用cgroup為每個(gè)進(jìn)程容器分配不同的系統(tǒng)資源；
網(wǎng)絡(luò)隔離：每個(gè)進(jìn)程容器運(yùn)行在自己的網(wǎng)絡(luò)命名空間里，擁有自己的虛擬接口和IP地址。

7）日志記錄
Docker將會(huì)收集和記錄每個(gè)進(jìn)程容器的標(biāo)準(zhǔn)流，用于實(shí)時(shí)檢索或批量檢索。

8）寫時(shí)復(fù)制
Docker采用寫時(shí)復(fù)制方式創(chuàng)建根文件系統(tǒng)，這讓部署變得極其快捷，并且節(jié)省內(nèi)存和硬盤空間.

二、容器vs.虛擬機(jī)

Docker是容器的一種，容器是一種輕量級的虛擬技術(shù)，重量級的虛擬技術(shù)就是虛擬機(jī)。
虛擬機(jī)是一種基于硬件的虛擬技術(shù)，它采用指令集的虛擬，完全虛擬一整套物理主機(jī)，包含CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)卡等硬件設(shè)備，呈現(xiàn)給用戶的是一個(gè)物理機(jī)的特性。
用戶可以在一臺(tái)主機(jī)上安裝多個(gè)虛擬機(jī)，每一個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例都包含了完整的硬件虛擬層、OS、公共庫等。
容器是一種基于操作系統(tǒng)的虛擬技術(shù)，它運(yùn)行于操作系統(tǒng)之上的用戶空間，所有的容器都共用一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)核，甚至是公共庫。容器引擎提供了進(jìn)程級的隔離，讓每個(gè)容器都像是運(yùn)行在單獨(dú)的系統(tǒng)之上，但又能共享很多底層的資源。
與虛擬機(jī)相比，容器更為輕量級、更快速、更易于管理、資源占用更小。
除了Docker，場景的容器還有Solaris Zones、BSD jails、OpenVZ和LXC等。

三、Docker的應(yīng)用場景

下面列舉一些Docker典型的應(yīng)用場景。
1）加速本地開發(fā)
2）自動(dòng)打包和部署應(yīng)用
3）創(chuàng)建輕量級、私有的PaaS環(huán)境
4）自動(dòng)化測試和持續(xù)集成/部署
5）部署并擴(kuò)展Web應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫和后端服務(wù)器
6）創(chuàng)建安全沙盒
7）輕量級的桌面虛擬化

四、Docker的組件

Docker采用C/S架構(gòu)開發(fā)，整體架構(gòu)如圖所示：


包括：

1）Docker客戶端
即Docker的可執(zhí)行程序，它可以通過命令行和API的形式與Docker的守護(hù)進(jìn)程進(jìn)行通信。

2）Docker守護(hù)進(jìn)程
Docker守護(hù)進(jìn)程提供Docker服務(wù)。

五、Docker三大核心組件

Docker有三大核心組件：鏡像、容器和庫

1）鏡像
鏡像是一個(gè)只讀的靜態(tài)模板，保存了容器需要的環(huán)境和應(yīng)用的執(zhí)行代碼。鏡像采用分層機(jī)制，每個(gè)鏡像都是只讀的，但可以將寫數(shù)據(jù)的層通過聯(lián)合文件系統(tǒng)附加到原有的鏡像上。這樣鏡像就很易于存儲(chǔ)、傳輸和更新。

2）容器
容器是一個(gè)運(yùn)行時(shí)環(huán)境，是鏡像的運(yùn)行狀態(tài)，是鏡像執(zhí)行的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)。容器提供了應(yīng)用的統(tǒng)一的運(yùn)行方式：創(chuàng)建、開始、停止、重啟、銷毀。

3）庫
Docker采用注冊服務(wù)器來存儲(chǔ)和共享用戶的鏡像，庫是某個(gè)特定用戶存儲(chǔ)鏡像的目錄。通常一個(gè)用戶可以建立多個(gè)庫來保存自己的鏡像。庫是注冊服務(wù)器的一部分，注冊服務(wù)器分公有的和私有的，公有的如Docker官方提供的Docker Hub。

六、Docker的度量

Docker是利用容器來實(shí)現(xiàn)的一種輕量級的虛擬技術(shù)，從而在保證隔離性的同時(shí)達(dá)到節(jié)省資源的目的。Docker的可移植性可以讓它一次建立，到處運(yùn)行。Docker的度量可以從以下四個(gè)方面進(jìn)行：

1）隔離性
Docker采用libcontainer作為默認(rèn)容器，代替了以前的LXC。libcontainer的隔離性主要是通過內(nèi)核的命名空間來實(shí)現(xiàn)的，有pid、net、ipc、mnt、uts命令空間，將容器的進(jìn)程、網(wǎng)絡(luò)、消息、文件系統(tǒng)和主機(jī)名進(jìn)行隔離。

2）可度量性
Docker主要通過cgroups控制組來控制資源的度量和分配。

3）移植性
Docker利用AUFS來實(shí)現(xiàn)對容器的快速更新。
AUFS是一種支持將不同目錄掛載到同一個(gè)虛擬文件系統(tǒng)下的文件系統(tǒng)，支持對每個(gè)目錄的讀寫權(quán)限管理。AUFS具有層的概念，每一次修改都是在已有的只寫層進(jìn)行增量修改，修改的內(nèi)容將形成新的文件層，不影響原有的層。

4）安全性
安全性可以分為容器內(nèi)部之間的安全性；容器與托管主機(jī)之間的安全性。
容器內(nèi)部之間的安全性主要是通過命名空間和cgroups來保證的。
容器與托管主機(jī)之間的安全性主要是通過內(nèi)核能力機(jī)制的控制，可以防止Docker非法入侵托管主機(jī)。

Docker容器使用AUFS作為文件系統(tǒng)，有如下優(yōu)勢：

1）節(jié)省存儲(chǔ)空間
多個(gè)容器可以共享同一個(gè)基礎(chǔ)鏡像存儲(chǔ)。

2）快速部署
如果部署多個(gè)來自同一個(gè)基礎(chǔ)鏡像的容器時(shí)，可以避免多次復(fù)制操作。

3）升級方便
升級一個(gè)基礎(chǔ)鏡像即可影響到所有基于它的容器。

4）增量修改
可以在不改變基礎(chǔ)鏡像的同時(shí)修改其目錄的文件，所有的更高都發(fā)生在最上層的寫操作層，增加了基礎(chǔ)鏡像的可共享內(nèi)容。

jieforest

每日寫點(diǎn)Docker的文章。

send_linux

jieforest 發(fā)表于 2015-09-04 19:41
每日寫點(diǎn)Docker的文章。

非常感謝～這個(gè)板塊里需要一些入門的資料：）