Docker

学习目标:

• 掌握Docker基础知识，能够理解Docker镜像和容器之间的概念
• 完成Docker的安装与启动
• 掌握Docker镜像与容器相关命令
• 掌握Tomcat、Nginx等软件的常用应用的安装
• 掌握Docker迁移与备份相关命令
• 能够运用Dockerfile编写创建容器的脚本
• 能够搭建与使用Docker私有仓库

1 Docker简介

1.1 什么是虚拟化

​ 在计算机中，虚拟化(英文: Virtualization)是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源(如: 服务器、网络、内存及存储等)予以抽象、转化后呈现出来， 打破实体间不可切割的障碍，使用户可以通过更好的方式来应用这些资源。

• 在实际的生产环境中，虚拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件产能过低的重组重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理硬件，对资源充分利用。
• 虚拟化的种类有很多，例如:
  • 软件虚拟化：Vmware软件、KVM软件、VirtualBox软件等
  • 硬件虚拟化： 磁盘阵列RAID、逻辑卷LVM、
  • 内存虚拟化、网络虚拟化、桌面虚拟化、服务虚拟化、虚拟机等。

1.2 什么是Docker

​ Docker是一个开源的应用容器引擎， 诞生2013年，最初是dotCloud 公司内部的一个业余项目。它基于Google公司推出的Go语言实现。 项目后来加入Linux基金会，遵从了Apache2.0协议，源代码托管在 Github 进行维护。

​ Docker自开源后受到广泛的关注和讨论，以至于dotcloud公司后来都改名为Docker Inc。Redhat已经在RHEL6.5中集成对Docker的支持, Google 也在Paas产品中广泛应用。

• Docker项目的目标是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案。Docker的基础是Linux容器(LXC)等技术。在2018年之前是不支持在Windows系统部署Docker的。

• 在LXC的基础上Docker做了进一步的封装，让用户不需要去关心容器的管理，使操作更为简便。用户操作Docker的容器就像操作一个快速轻量级的虚拟机一样简单。

• 为什么选择Docker?

  • 上手快

    **用户只需要几分钟，就可以把自己的程序"Docker化"。**Docker依赖于"写时复制"(copy-on-write)模型，使修改应用程序也非常迅速，可以说达到"随心所欲，代码即改"的境界。

    随后，就可以创建容器来运行应用程序了。大多数Docker容器只需要不到1秒即可启动。由于去除了管理程序的开销，Docker容器拥有很高的性能，同时同一台宿主机中也可以运行更多的容器，使用户尽可能的充分利用系统资源。

    在linux程序中，fork()会产生一个和父进程完全相同的子进程，但子进程在此后多会exec系统调用，出于效率考虑，linux中引入了“写时复制”技术，也就是只有进程空间的各段的内容要发生变化时，才将父进程的内容复制一份给子进程。

  • 职责的逻辑分类

    使用Docker，开发人员只需要关心容器中优秀的应用程序，而运维人员只需要关心如何管理容器。Docker设计的目的就是要加强开发人员写代码的开发环境与应用程序要部署的生产环境一致性。从而降低那种"开发时一切正常，肯定时运维的问题(测试环境都是正常的， 上线后出了问题就归结为肯定是运维的问题)"。

  • 快速高效的开发生命周期

    Docker的目标之一就是缩短代码从开发、测试到部署、上线运行的周期，让你的应用程序具备可移植性，易于构建，并易于协作。(通俗一点说，Docker就像一个盒子，里面可以装很多物件，如果需要这些物件的可以直接将该大盒子拿走，而不需要从盒子里一件一件的取)。

  • 鼓励使用面向服务的架构

    Docker还鼓励面向服务的体系结构和微服务架构。Docker推荐单个容器只运行一个应用程序或者进程，这样就形成了一个分布式的应用程序模型，在这种模型下，应用程序或者服务都可以表示为一系列内部互联的容器。从而使分布式部署应用程序，扩展和调试应用程序都变得非常简单，同时也提高了程序的内省性。(当然，一个程序中可以运行多个应用程序)。

1.3 容器与虚拟化的比较

下面的图片比较了Docker和传统的虚拟化方式的不同之处，可见容器在操作系统层面上实现虚拟化，直接复用本地主机的操作系统，而传统的虚拟化则是在硬件层面实现。

总结: 与传统的虚拟机相比，Docker的优势体现为启动速度快、占用体积小。

知乎上看到一个更加形象的例子:

• 物理机

  

• 虚拟机

  

• 容器

  

1.4 Docker组件

1.4.1 Docker服务器与客户端

Docker是一个客户端/服务器（C/S）架构的程序。Docker客户端只需向Docker服务器或守护进程发出请求，服务器或守护进程将完成所有工作并返回结果。

• Docker提供了一个命令行工具docker以及一整套RESTful API来与守护进程交互。
• 用户可以在同一台宿主机上运行Docker守护进程和客户端。
  

1.4.2 Docker镜像与容器

• 仓库：每个仓库存放某一类镜像。

• 镜像：类似虚拟机镜像(eg:xxx.iso)。 eg: MySQL镜像、Redis镜像、2048镜像

• 容器：类似linux系统环境，运行和隔离应用。容器从镜像启动的时候，docker会在镜像的最上一层创建一个可写层，镜像本身是只读的，保持不变。

1.4.3 Registry(注册中心)

Docker用Registry来保存用户构建的镜像。Registry分为公有和私有两种。

• 公有仓库 ：所有人可以访问下载镜像的仓库。Docker公司运营公共的Registry叫做Docker Hub。
• 私有仓库： 规定范围内可以访使用的库。用户可以构建私有的Registry。