什么是Docker

Docker,中文翻译是"码头工人"。根据官方的定义,Docker是以Docker容器为资源分割和调度的基本单元,封装了整个软件运行的环境,为开发者和系统管理员设计的,用于构建、发布和运行分布式应用的平台。它是一个跨平台、可移植并且简单易用的容器解决方案。

从概念上看,Docker和我们传统的虚拟机比较类似,只是它更加轻量级,更加方便使用。Docker和虚拟机的主要区别在于:
1. 虚拟化技术依赖的是物理CPU和内存,是硬件级别的;而我们的 Docker 是构建在操作系统层面的,利用操作系统的容器化技术,所以 Docker 同样的可以运行在虚拟机上面;
2. 虚拟机中的系统就是我们常说的操作系统镜像,比较复杂;而 Docker 比较轻量级,我们的可以用 Docker 部署一个独立的 Redis,就类似于在虚拟机当中安装一个 Redis 应用,但是我们用 Docker 部署的应用是完全隔离的;
3.传统的虚拟化技术是通过快照来保存状态的;而 Docker 引入了类似于源码管理的机制,将容器的快照历史版本一一记录下来,切换成本非常之低;
4. 传统虚拟化技术在构建系统的时候非常复杂;而 Docker 可以通过一个简单的 Dockerfile 文件来构建整个容器,更重要的是 Dockerfile 可以手动编写,这样应用程序开发人员可以通过发布 Dockerfile 来定义应用的环境和依赖,这样对于持续交付非常有利;

为什么要用Docker

假如我们要部署一个nginx的应用,传统的做法是创建一台虚拟机,然后我们装系统,再然后安装nginx软件,这其中的我们把大量的时间都花在了安装上面,这样极大的降低了工作效率。而对于Docker,我们只需要在Docker Hub上拉取nginx的镜像,然后使用docker run就可以完成整个软件的安装了,而且Docker的启动速度很快,如果镜像在本地存在,可以达到秒级。

而且传统的安装部署移植性很差,如果是VMware虚拟机,我们要克隆,克隆完成后,有时候还需要去更改一些UUID避免冲突,很是繁琐。而对于Docker,我们只需要把我们部署好的应用commit成一个镜像推送到Registry中或者save成一个压缩包scp到目标服务器load即可,简单快捷。

Docker的架构

Docker是一种C/S架构,所谓的C/S架构就是有Client端和服务端。其中Docker Engine包括一下几个组件。
1、常驻的后台进程Dockerd;
2、一个用来和Dockerd交互的REST API Server;
3、命令行CLI接口,通过和REST API进行交互。
如下图所示:

Docker Client负责和Docker daemon进程通信,Docker daemon负责构建、运行和分发Docker容器。Docker Client和Docker daemon可以运行在一台主机上,也可以连接远程的Docker daemon。Docker Client和Docker daemon使用REST API通过UNIX套接字和网络接口进行通信。

下图是整个Docker运行的示意图:

其中:

  • Docker Damon:dockerd,用来监听 Docker API 的请求和管理 Docker 对象,比如镜像、容器、网络和 Volume。
  • Docker Client:docker,docker client 是我们和 Docker 进行交互的最主要的方式方法,比如我们可以通过 docker run 命令来运行一个容器,然后我们的这个 client 会把命令发送给上面的 Dockerd,让他来做真正事情。
  • Docker Registry:用来存储 Docker 镜像的仓库,Docker Hub 是 Docker 官方提供的一个公共仓库,而且 Docker 默认也是从 Docker Hub 上查找镜像的,当然你也可以很方便的运行一个私有仓库,当我们使用 docker pull 或者 docker run 命令时,就会从我们配置的 Docker 镜像仓库中去拉取镜像,使用 docker push 命令时,会将我们构建的镜像推送到对应的镜像仓库中。
  • Images:镜像,镜像是一个只读模板,带有创建 Docker 容器的说明,一般来说的,镜像会基于另外的一些基础镜像并加上一些额外的自定义功能。比如,你可以构建一个基于 Centos 的镜像,然后在这个基础镜像上面安装一个 Nginx 服务器,这样就可以构成一个属于我们自己的镜像了。
  • Containers:容器,容器是一个镜像的可运行的实例,可以使用 Docker REST API 或者 CLI 来操作容器,容器的实质是进程,但与直接在宿主执行的进程不同,容器进程运行于属于自己的独立的命名空间。因此容器可以拥有自己的 root 文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间,甚至自己的用户 ID 空间。容器内的进程是运行在一个隔离的环境里,使用起来,就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。这种特性使得容器封装的应用比直接在宿主运行更加安全。
  • 底层技术支持:Namespaces(做隔离)、CGroups(做资源限制)、UnionFS(镜像和容器的分层) the-underlying-technology Docker 底层架构分析。

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