容器技术----------->Docker

1. 虚拟化

1）什么是虚拟化

在计算机中，虚拟化(英语: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、转换后呈现出来，打破实体结构间 的不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。这些资源的新虚 拟部份是不受现有资源的架设方式，地域或物理组态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计 算能力和资料存储。

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

虚拟化技术种类很多，例如:软件虚拟化、硬件虚拟化、内存虚拟化、网络虚拟化(vip)、 桌面虚拟化、服务虚拟化、虚拟机等等。

2. 什么是Docer

　　docker是一种容器技术。容器是直接运行在操作系统内核之上的用户空间。容器虚拟化也被称为“操作系统级虚拟化”，容器技术可以让多个独立的用户空间运行 在同一台宿主机上。

容器的局限性：

　　由于“客居”于操作系统，容器只能运行与底层宿主机相同或者相似的操作系统，这看 起来并不是非常灵活。例如:可以在 Ubuntu 服务中运行 Redhat Enterprise Linux，但无法再 Ubuntu 服务器上运行 Microsoft Windows。

　　相对于彻底隔离的管理程序虚拟化，容器被认为是不安全的。而反对这一观点的人则认 为，由于虚拟容器所虚拟的是一个完整的操作系统，这无疑增大了攻击范围，而且还要考虑 管理程序层潜在的暴露风险。

应用范围：

　　尽管有诸多局限性，容器还是被广泛部署于各种各样的应用场合。在超大规模的多租户 服务部署、轻量级沙盒以及对安全要求不太高的隔离环境中，容器技术非常流行。最常见的 一个例子就是“权限隔离监牢”(chroot jail)，它创建一个隔离的目录环境来运行进程。 如果权限隔离监牢正在运行的进程被入侵者攻破，入侵者便会发现自己“身陷囹圄”，因为 权限不足被困在容器所创建的目录中，无法对宿主机进一步破坏。

容器的技术发展：

　　最新的容器技术引入了 OpenVZ、Solaris Zones 以及 Linux 容器(LXC)。使用这些新技 术，容器不在仅仅是一个单纯的运行环境。在自己的权限类内，容器更像是一个完整的宿主 机。对 Docker 来说，它得益于现代 Linux 特性，如控件组(control group)、命名空间 (namespace)技术，容器和宿主机之间的隔离更加彻底，容器有独立的网络和存储栈，还 拥有自己的资源管理能力，使得同一台宿主机中的多个容器可以友好的共存。

　　容器被认为是精益技术，因为容器需要的开销有限。和传统虚拟化以及半虚拟化相比， 容器不需要模拟层(emulation layer)和管理层(hypervisor layer)，而是使用操作系统的系 统调用接口。这降低了运行单个容器所需的开销，也使得宿主机中可以运行更多的容器。

　　尽管有着光辉的历史，容器仍未得到广泛的认可。一个很重要的原因就是容器技术的复 杂性:容器本身就比较复杂，不易安装，管理和自动化也很困难。而 Docker 就是为了改变 这一切而生的。

Docker特点

1）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“随心所致，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 秒中即可 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。

2）职责的逻辑分类

使用 Docker，开发人员只需要关心容器中运行的应用程序，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，肯定是运维的问题(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)”

3）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，而不需要从该盒子中一件 件的取。)

4）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，扩展或调试应用程序 都变得非常简单，同时也提高了程序的内省性。(当然，可以在一个容器中运行多个应用程 序)

Docker 客户端和服务器

1）Docker 客户端和服务器

　　Docker 是一个客户端-服务器(C/S)架构程序。Docker 客户端只需要向 Docker 服务器 或者守护进程发出请求，服务器或者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。你可以在同一台宿主机上运行 Docker 守护 进程和客户端，也可以从本地的 Docker 客户端连接到运行在另一台宿主机上的远程 Docker 守护进程

2）Docker镜像

什么是docker镜像？

镜像是构建 Docker 的基石。举个例子：就像是我们安装操作系统一样，系统空间构建起来之前，操作系统就是一个压缩文件。那么docker镜像就是这样的压缩文件；再比如：就像是我们旅游时所带的帐篷一样，在搭建一个立体的帐篷空间之前，帐篷就是我们折叠起来的压缩物件。docker镜像也是一样，镜像就像是容器的“源代码”。镜像体积很小，非常“便携”，易于分享、存储和更新。

Docker特点

1）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“随心所致，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 秒中即可 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。

2）职责的逻辑分类

使用 Docker，开发人员只需要关心容器中运行的应用程序，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，肯定是运维的问题(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)”

3）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，而不需要从该盒子中一件 件的取。)

4）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，扩展或调试应用程序 都变得非常简单，同时也提高了程序的内省性。(当然，可以在一个容器中运行多个应用程 序)

3. Docker组件

1）Docker 客户端和服务器

Docker 是一个客户端-服务器(C/S)架构程序。Docker 客户端只需要向 Docker 服务器 或者守护进程发出请求，服务器或者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。你可以在同一台宿主机上运行 Docker 守护 进程和客户端，也可以从本地的 Docker 客户端连接到运行在另一台宿主机上的远程 Docker 守护进程。

2）Docker镜像

镜像是构建 Docker 的基石。用户基于镜像来运行自己的容器。镜像也是 Docker 生命周 期中的“构建”部分。镜像是基于联合文件系统的一种层式结构，由一系列指令一步一步构 建出来。例如:

添加一个文件;

执行一个命令;

打开一个窗口。

也可以将镜像当作容器的“源代码”。镜像体积很小，非常“便携”，易于分享、存储和更 新。

3）Docker容器

容器是基于镜像启动起来的，容器中可以运行一个或多个进程。容器基于 镜像启动，一旦容器启动完成后，我们就可以登录到容器中安装自己需要的软件或者服务。

4 使用Docker做什么

• 加速本地开发和构建流程，使其更加高效、更加轻量化。本地开发人员可以构建、 运行并分享 Docker 容器。容器可以在开发环境中构建，然后轻松的提交到测试环境中，并 最终进入生产环境。
• 能够让独立的服务或应用程序在不同的环境中，得到相同的运行结果。这一点在 面向服务的架构和重度依赖微型服务的部署由其实用。
• 用 Docker 创建隔离的环境来进行测试。例如，用 Jenkins CI 这样的持续集成工具 启动一个用于测试的容器。
• Docker 可以让开发者先在本机上构建一个复杂的程序或架构来进行测试，而不是 一开始就在生产环境部署、测试。

5. 在Ubuntu中安装Docker

更新ubuntu的apt源索引

sudo apt-get update

安装包允许apt通过HTTPS使用仓库

sudo apt-get install \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    software-properties-common

添加Docker官方GPG key

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

设置Docker稳定版仓库

sudo add-apt-repository \
   "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
   $(lsb_release -cs) \
   stable"

添加仓库后，更新apt源索引

sudo apt-get update

安装最新版Docker CE（社区版）

sudo apt-get install docker-ce

检查Docker CE是否安装正确

sudo docker run hello-world

出现如下信息，表示安装成功

为了避免每次命令都输入sudo，可以设置用户权限，注意执行后须注销重新登录

sudo usermod -a -G docker $USER

docker启动与停止

安装完成Docker后，默认已经启动了docker服务，如需手动控制docker服务的启停，可执行如下命令

# 启动docker
sudo service docker start

# 停止docker
sudo service docker stop

# 重启docker
sudo service docker restart

Docker镜像操作

　　Docker 把应用程序及其依赖，打包在 image 文件里面。只有通过这个文件，才能生成 Docker 容器。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。

列出镜像

docker image ls

拉取镜像

要想获取某个镜像，我们可以使用pull命令，从仓库中拉取镜像到本地，如

docker image pull library/hello-world

上面代码中，docker image pull是抓取 image 文件的命令。library/hello-world是 image 文件在仓库里面的位置，其中library是 image 文件所在的组，hello-world是 image 文件的名字。

由于 Docker 官方提供的 image 文件，都放在library组里面，所以它的是默认组，可以省略。因此，上面的命令可以写成下面这样。

docker image pull hello-world

删除镜像

docker image rm hello-world

Docker 容器操作

创建容器

docker run [option] 镜像名 [向启动容器中传入的命令]

常用可选参数说明：

• -i 表示以“交互模式”运行容器
• -t 表示容器启动后会进入其命令行。加入这两个参数后，容器创建就能登录进去。即 分配一个伪终端。
• --name 为创建的容器命名
• -v 表示目录映射关系(前者是宿主机目录，后者是映射到宿主机上的目录，即 宿主机目录:容器中目录)，可以使 用多个-v 做多个目录或文件映射。注意:最好做目录映射，在宿主机上做修改，然后 共享到容器上。
• -d 在run后面加上-d参数,则会创建一个守护式容器在后台运行(这样创建容器后不 会自动登录容器，如果只加-i -t 两个参数，创建后就会自动进去容器)。
• -p 表示端口映射，前者是宿主机端口，后者是容器内的映射端口。可以使用多个-p 做多个端口映射
• -e 为容器设置环境变量
• --network=host 表示将主机的网络环境映射到容器中，容器的网络与主机相同

交互式容器

例如，创建一个交互式容器，并命名为myubuntu

docker run -it --name=myubuntu ubuntu /bin/bash

在容器中可以随意执行linux命令，就是一个ubuntu的环境，当执行exit命令退出时，该容器也随之停止。

守护式容器

创建一个守护式容器:如果对于一个需要长期运行的容器来说，我们可以创建一个守护式容器。在容器内部exit退出时，容器也不会停止。

docker run -dit --name=myubuntu2 ubuntu

进入已运行的容器

docker exec -it 容器名或容器id 进入后执行的第一个命令

如

docker exec -it myubuntu2 /bin/bash

查看容器

# 列出本机正在运行的容器
docker container ls

# 列出本机所有容器，包括已经终止运行的
docker container ls --all

停止与启动容器

# 停止一个已经在运行的容器
docker container stop 容器名或容器id

# 启动一个已经停止的容器
docker container start 容器名或容器id

# kill掉一个已经在运行的容器
docker container kill 容器名或容器id

删除容器

docker container rm 容器名或容器id

将容器保存为镜像

我们可以通过如下命令将容器保存为镜像

docker commit 容器名 镜像名

镜像备份与迁移

我们可以通过save命令将镜像打包成文件，拷贝给别人使用

docker save -o 保存的文件名 镜像名

如

docker save -o ./ubuntu.tar ubuntu

在拿到镜像文件后，可以通过load方法，将镜像加载到本地

docker load -i ./ubuntu.tar
思考：已经将镜像文件打包在本文件夹下了，为什么还要加载到本地？