容器技术学习系列(一)-Docker基础知识学习
一、概述
1、Docker是什么?
1)Docker是世界领先的软件容器化平台
2)Docker公司开发,开源,托管在github
3)跨平台,支持Windows、MacOS、Linux
2、Docker的理解
Docker 使用 Google 公司推出的Go语言进行开发实现,基于Linux内核的cgroup,namespace,以及AUFS类的Union、FS等技术,对进程进行封装隔离,属于操作系统层面的虚拟化技术。由于隔离的进程独立于宿主和其它的隔离的进程,因此也称其为容器。
Docker 在容器的基础上,进行了进一步的封装,从文件系统、网络互联到进程隔离等等,极大的简化了容器的创建和维护。使得 Docker 技术比虚拟机技术更为轻便、快捷。
Docker 和传统虚拟化方式的不同之处。传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后,在其上运行一个完整操作系统,在该系统上再运行所需应用进程;而容器内的应用进程直接运行于宿主的内核,容器内没有自己的内核,而且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更为轻便。如图所示:
通俗理解:
Docker是容器技术的代表,容器技术从本质上讲是将程序隔离、打包的技术。Docker解决了软件包装的问题,理顺了开发和运维的环境的差异,使得开发和运维能用同种语言来沟通。
什么是Docker?官方的解释:Docker是一个开源的项目,可以用来将任何应用以轻量级容器的形式来打包、发布和运行。
类比:可以粗糙地理解为轻量级的虚拟机。它和虚拟机某种程度上完成同样的任务:就是把一个应用程序放在一个独立的环境里来运行。
二、docker的好处
1、能高效地构建应用;
2、对于运维开发来说,能快速的交付和部署;
3、高效的资源利用;
4、轻松的迁移扩展;
5、简单的更新管理。
优势对比,如图表:
三、核心概念
1、镜像(Image)
Docker 镜像是一个特殊的文件系统,除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外,还包含了一些为运行时准备的一些配置参数(如匿名卷、环境变量、用户等)。镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。
1.1、分层存储
镜像只是一个虚拟的概念,其实际体现并非由一个文件组成,而是由一组文件系统组成,或者说,由多层文件系统联合组成。
1.2、Union FS
联合文件系统是(Union FS)是linux的存储技术,也是Docker镜像的存储方式。 它是分层的文件系统,将不同目录拉到同一个虚拟目录下。下图展示了Docker用Union FS 搭建的分层镜像:(比如最下层是操作系统的引导,上一层是Linux操作系统,再上一层是Tomcat,jdk,再上一层是应用代码)这些层是只读的,加载完后这些文件会被看成是同一个目录,相当于只有一个文件系统。
我们可以通过docker info查看镜像的一些信息,可以看到存储驱动用的并不是UnionFS而是overlay2,overlay也是一个联合文件系统,所以上述主要介绍联合文件系统的概念,至于这些存储驱动的演变过程和优缺点,可以阅读http://dockone.io/article/1765
镜像构建时,会一层层构建,前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变,后一层上的任何改变只发生在自己这一层。(比如,删除前一层文件的操作,实际不是真的删除前一层的文件,而是仅在当前层标记为该文件已删除。在最终容器运行的时候,虽然不会看到这个文件,但是实际上该文件会一直跟随镜像。因此,在构建镜像的时候,需要额外小心,每一层尽量只包含该层需要添加的东西,任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。)
分层存储的特征还使得镜像的复用、定制变的更为容易。甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层,然后进一步添加新的层,以定制自己所需的内容,构建新的镜像。
2、容器(Container)
镜像(Image)和容器(Container)的关系,就像是面向对象程序设计中的类和实例一样,镜像是静态的定义,容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。
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。也因为这种隔离的特性,很多人初学 Docker 时常常会混淆容器和虚拟机。
前面讲过镜像使用的是分层存储,容器也是如此。每一个容器运行时,是以镜像为基础层,在其上创建一个当前容器的存储层,我们可以称这个为容器运行时读写而准备的存储层为容器存储层。
容器存储层的生存周期和容器一样,容器消亡时,容器存储层也随之消亡。因此,任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。
3、仓库(Repository)
镜像构建完成后,可以很容易的在当前宿主机上运行,但是,如果需要在其它服务器上使用这个镜像,我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务,Docker Registry 就是这样的服务。一个 Docker Registry 中可以包含多个仓库(Repository);每个仓库可以包含多个标签(Tag);每个标签对应一个镜像。
通常,一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像,而标签就常用于对应该软件的各个版本。我们可以通过<仓库名>:<标签>的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签,将以latest作为默认标签。
仓库名经常以两段式路径形式出现,比如easson/nginx-proxy,前者往往意味着Docker Registry 多用户环境下的用户名,后者则往往是对应的软件名。但这并非绝对,取决于所使用的具体 Docker Registry 的软件或服务。
4、数据卷(Volume)
数据卷的使用,类似于linux下对目录或文件进行mount操作。是指把数据映射到linux磁盘目录,业务把数据写入这个目录,容器重新启动时,自己加载数据卷,数据又恢复了。但是实际使用中,对于数据库的使用场景一直存有争议。
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