从Docker在Linux和Windows下的区别简单理解Docker的层次结构

　　上篇文章我们成功在Windows下安装了Docker，输出了一个简单的Hello World程序。本文中我们将利用Docker已有的云端镜像training/webapp来发布一个简单Python的Web程序，在浏览器中输出hello world。

本文内容的测试环境是Windows7下的Docker，用例基于官方文档用例。

 

一：从运行一个简单的Python Web程序说起

　　启动Docker客户端并登陆。在客户端中输入以下内容：

　　$ sudo docker run -d -P training/webapp python app.py

　　第一次输入上面命令时，Docker会先从云端镜像库中下载training/webapp镜像（笔者机器已经下载过了，图1略过了此过程），成功运行后如图1所示。

图1.运行截图

　　下面我们来详细看看这条命令的具体内容，这一部分我们可以在官方文档中找到详细的英文解释，这里笔者将其翻译过来并加了些自己的理解。

　　前面我们已经说过，Docker虚拟机系统实际也是基于Linux内核，所以这条语句实际上就是Linux的命令，我们可以输入以下内容查看docker命令的详解：

　　$ sudo docker

　　输出结果如下：

图2.docker命令的子命令列表

　　再回到第一条中，我们使用的子命令是run。

　　在子命令列表中我们看到run子命令解释是：run  Run a command in a new container，也就是在一个新的容器中运行一条命令。

　　我们的run命令后面跟的可选项有-d和-P。

　　查阅官方文档我们可以知道，-d表示Docker会把当前命令的容器放到后台执行并监控起来。-P则表示让Docker映射任何容器内部需要的端口到虚拟机上。这里需要对Docker一些概念有所了解，我们这里暂且简单地理解为Docker虚拟机下的每个Docker容器都是一台子虚拟机，每个子虚拟机都有一块虚拟网卡，当外部要访问容器时都必须通过Docker虚拟机，而-P就做了相关的端口映射。

　　命令执行后返回的一长串字符串（也就是fc4028b21d84f5c075821ca2425d74d45dea87cd28c4eb92620ae39ddec22f46）则是Docker的容器ID，这是一个唯一的值，我们可以以它为标识对容器做相应的操作。

　　当我们需要查看和管理当前后台运行的所有容器时，我们可以输入以下命令。

　　$ sudo docker ps

图3.容器详细信息

　　这里我们可以看到容器的详细信息，包括容器ID（精简的ID），镜像，命令，创建时间，状态，端口，以及容器名字。

　　接下来的training/webapp就是我们运行的容器的源了，Docker中称之为镜像，这个镜像是Docker官方之前就创建好的，里面包含了一个简单Python Flask web应用。

　　最后，我们在容器中执行了python app.py，python app.py启动了我们的web应用。

 

二：访问页面——从Linux和Windows的区别到对Docker层次的简单理解

　　从上面我们查看运行容器的详细信息时（图3）我们看到了，在PORTS这一栏中，有这样的信息：

　　0.0.0.0:49153->5000/tcp

　　上文中提到Docker虚拟机对容器做了端口映射，这里我们可以更直观的看到了，Docker虚拟机中的49153端口映射到了容器的5000端口（这里我们运行的是web程序，所以是tcp协议，其他容器有需要可以指定成udp协议）。

　　在官方文档中，这时我们访问localhost:49153，应该就能出现Hello world了，但是笔者在这个步骤根本访问不到这个页面。

图4.此时访问，浏览器一直处于等待状态

　　因此这里我们需要重新看看这个虚拟网络的结构，要看整个网络的结构，我们应该先了解Docker的层次结构。在Linux中，Docker的逻辑结构是这样的：

硬件 < Linux系统（Docker Kernel） < Docker容器

　　而我们在前文中提过，在Windows中要运行Docker，实际上是在虚拟机下运行的，所以在Windows中Docker的逻辑结构应该是：

硬件 < Windows系统 < Docker虚拟机（Docker Kernel） < Docker容器。

　　因此官方文档中用例应该是基于Linux下的，Linux此时访问localhost:49153是没有问题的，因为Docker Kernel此时把49153端口映射给了容器的5000端口，而Windows则不行，因为我们只是把Docker虚拟机的49153端口映射给了容器，我们在浏览器中输入localhost:49153明显是访问的Windows层级别。

　　理解到这里问题就已经解决了，我们只需进入VirtualBox中，将Docker虚拟机的网络做个桥接，或者端口映射就行了。

　　进入VirtualBox主界面，选中Docker虚拟机(boot2docker-vm)，单击设置按钮，在设置中选择网络，这里我们发现Docker虚拟机默认选择了“网络地址转换(NAT)”。

图5.Docker虚拟机的网络连接方式默认是NAT

　　而且端口转发中还默认有两个端口映射。

图6.Docker虚拟机和宿主机默认的端口映射

　　不难猜测这里可能是Docker客户端和Docker虚拟机进行通信的端口，因此我们不能将Docker虚拟机的网络连接方式改成桥接了，否则Docker客户端无法和Docker虚拟机进行通信。

　　因此我们这里选择添加一个端口映射，将Windows系统的80端口映射到Docker虚拟机的的49153端口上去。端口映射的名称随便取，协议一定要是TCP（HTTP基于TCP）

图7.添加映射端口

　　此时我们可以在Windows下的浏览器直接访问localhost了（一般来说浏览器默认访问80端口，80端口可以省略），因为我们直接映射了80端口到Docker虚拟机的49153端口上，而Docker虚拟机的49153端口又映射到了我们刚刚创建的Docker容器的5000端口上，我们的web程序正是运行在该容器的5000端口上。

图8.Hello world!

总结：

本文实际上只运行了一个简单的web程序，用例也是基于官方文档，而且如果读者是在Linux运行的话输入完第一条命令应该直接在浏览器中访问了。因此本文主要是对Docker的run命令做了简单的解释，并且通过Docker在Linux和Windows下的区别来简单理解Docker逻辑层次结构。

　　希望对初学者有一些帮助，笔者自己也是Docker的初学者，文章错处，万请见谅指正。