Docker—概述

1 Docker介绍

Docker 是一个开源的容器运行时软件（容器运行时是负责运行容器的软件），基于 Go 语言编写，并遵从 Apache2.0 协议开源。

Docker可以让开发者打包自己的应用以及依赖到一个轻量的容器中，然后发布到任何流行的Linux系统上（docker主要理念：一次封装随处运行）

Docker的思想来源于集装箱，让容器与容器之间相互隔离，与系统相互隔离提高程序之间的安全，更重要的是容器性能开销极低。

docker官网：www.docker.com

2 传统虚拟机和容器

传统虚拟机（virtual machine）：

传统虚拟机技术基于安装在主操作系统上的虚拟机管理系统（如VirtualBox、VMware等），创建虚拟机（虚拟出各种硬件），在虚拟机上安装从操作系统，在从操作系统中安装部署各种应用。

缺点：资源占用多、冗余步骤多、启动慢

Linux容器（Linux Container，简称LXC）：

Linux容器是与系统其他部分分隔开的一系列进程，从另一个镜像运行，并由该镜像提供支持进程所需的全部文件。容器提供的镜像包含了应用的所有依赖项，因而在从开发到测试再到生产的整个过程中，它都具有可移植性和一致性。

Linux容器不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。有了容器，就可以将软件运行所需的所有资源打包到一个隔离的容器中。容器与虚拟机不同，不需要捆绑一整套操作系统，只需要软件工作所需的库资源和设置。系统因此而变得高效轻量并保证部署在任何环境中的软件都能始终如一的运行。

对比：

3 Docker运行速度快的原因

Docker有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有明显优势。

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耗时耗资源的过程。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。

4 Docker组成部分

4.1 镜像（images）

用来创建容器的模板（静态文件），一个镜像可以创建多个容器（容器动态）。

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。

4.2 容器（container）

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

程序的载体，程序运行在容器中，每个容器相互隔离，互不影响，但可以相互通讯

4.3 仓库（Repository）

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。

集中存放镜像的场所，仓库分为公开仓库（public）和私有仓库（private）两种

• 最大的公开仓库为docker hub：https://hub.docker.com

• 国内的公开仓库包括：阿里、网易、中科大等

5 Docker架构

Docker是一个 C/S（Client-Server） 结构的系统，后端是一个松耦合架构，众多模块各司其职。

Docker守护进程运行在主机上，然后通过Socket连接从客户端访问，守护进程从容器接收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。

Docker运行的基本流程为：

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 架构的主体部分，首先提供 Docker Server 的功能使其可以接收 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 的运行过程中，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 Driver 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

6 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。