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可以在隔离容器中并行运行和管理应用

Docker是一个开放源代码软件项目,让应用程序布署在软件容器下的工作可以自动化进行,借此在Linux操作系统上,提供一个额外的软件抽象层,以及操作系统层虚拟化的自动管理机制。 Docker利用Linux核心中的资源分脱机制,例如cgroups,以及Linux核心名字空间,来创建独立的软件容器。 维基百科

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1.什么是Docker?

Docker 是世界领先的软件容器平台。开发人员利用 Docker 可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。运维人员利用 Docker 可以在隔离容器中并行运行和管理应用,获得更好的计算密度。企业利用 Docker 可以构建敏捷的软件交付管道,以更快的速度、更高的安全性和可靠的信誉为 Linux 和 Windows Server 应用发布新功能。

Docker 属于 Linux 容器的一种封装,提供简单易用的容器使用接口。它是目前最流行的 Linux 容器解决方案。Docker 将应用程序与该程序的依赖,打包在一个文件里面。运行这个文件,就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行,就好像在真实的物理机上运行一样。有了 Docker,就不用担心环境问题。

总体来说,Docker 的接口相当简单,用户可以方便地创建和使用容器,把自己的应用放入容器。容器还可以进行版本管理、复制、分享、修改,就像管理普通的代码一样。

Docker 最初是 dotCloud 公司创始人 Solomon Hykes 在法国期间发起的一个公司内部项目,它是基于 dotCloud 公司多年云服务技术的一次革新,并于 2013 年 3 月以 Apache 2.0 授权协议开源,主要项目代码在 GitHub 上进行维护。Docker 项目后来还加入了 Linux 基金会,并成立推动 开放容器联盟。

2.为什么要使用Docker?

Docker极大的解决了环境配置问题,真正实现了“一次配置,到处运行”的效果。之前我在做服务器的集群的时候,通常是手动的在每台机器上配置环境,但是这个过程中容易出错,很难发现错误的来源,又需要一步步检验错误的来源,这样浪费了很多时间。现在有了Docker才算真正解决了这个问题。

3.Docker的优点

Docker在开发和运维过程中,具有如下几个方面的优势:

  • 1、更快速的交付和部署。使用Docker,开发人员可以使用镜像来快速构建一套标准的开发环境;开发完成之后,测试人员和运维人员可以直接使用完全相同的环境来部署代码。
  • 2、更高效的资源利用。Docker容器不需要额外的虚拟化管理程序(Virtual Machine Manager,VMM,以及Hypervisor)支持,它是内核级的虚拟化,可以实现更高的性能,同时对资源的额外需求很低。
  • 3、更轻松的迁移和扩展。Docker容器几乎可以在任意平台上运行,包括物理机、虚拟机、公有云、私有云、个人电脑、服务器等,同时支持主流的操作系统发行版。
  • 4、更简单的更新管理。使用Dockerfile,只需要小小的配置修改,就可以替代以往大量的更新工作。并且所有修改都以增量的方式被分发和更新,从而实现自动化并且高效的同期管理。

4.Docker vs VM

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作为一种轻量级的虚拟化方式,Docker在运行应用上与传统的虚拟机方式相比具有显著的优势:

  • 1、Docker容器很快,启动和停止可以在秒级实现,而传统的虚拟机方式需要数分钟;
  • 2、Docker容器对系统资源需求很少,一台主机上可以同时运行数千个Docker容器;
  • 3、Docker通过类似Git设计理念的操作方便用户获取、分发和更新应用镜像,存储复用,增量更新;
  • 4、Docker通过Dockerfile支持灵活的自动化创建和部署机制,提供工作效率,使流程标准化。

5.Docker的工作机制

Docker Engine一个是CS架构,主要有两个概念:

  • 1、Docker daemon:运行在宿主机上,Docker守护进程,用户通过Docker ClientDocker daemon交互。
  • 2、Docker Client:Docker命令行工具,是用户使用Docker的主要方式,Docker ClientDocker daemon通信并将结果返回给用户,Docker Client也可以通过socket或者RESTful API访问远程的Docker daemon

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了解了Docker的基本组成,在来了解一下Docker的三大核心概念:

  • 1、Docker Image:Docker镜像类似于虚拟机镜像,可以将它理解为一个只读的模板。例如,一个镜像可以包含一个基本的操作系统环境,里面仅安装了Apache应用程序。镜像用来创建Container,一个镜像可以运行多个Container;镜像可以通过Dockerfile创建,也可以从Docker Hub/Registry上下载。
  • 2、Docker Container:Docker类似于一个轻量级的沙箱,Docker利用容器来运行和隔离应用。容器是从镜像创建的应用运行实例,容器时一个隔离的环境,多个容器之间不会相互影响,保证容器中的程序运行在一个相对安全的环境中。(可以把容器看做是一个简易版的Linux系统环境,包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等,以及运行在其中的应用程序打包而成的盒子)
  • 3、Docker Hub/Registry:共享和管理Docker镜像,用户可以上传或者下载上面的镜像。

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镜像自身是只读的。容器从镜像启动的时候,会在镜像的最上层创建一个可写层。

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6.Docker底层的技术依赖

Docker使用Go编写的,它利用了Linux内核的几个核心技术来提供其功能。

Docker使用一种称为namespaces提供隔离工作空间的技术,这种技术称为容器,当您运行容器时,Docker会为该容器创建一组namespaces。这些命名空间提供了一层隔离。容器的每个方面都在单独的命名空间中运行,其访问权限仅仅限于该命名空间。

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Linux上的Docker Engine还依赖于另一种称为控制组cgroups)的技术。cgroup将应用程序限制为特定的一组资源。控制组允许Docker Engine将可用的硬件资源共享给容器,并可选择强制执行限制和约束。例如,您可以限制特定容器的可用内存。(用来分配资源,资源分配、优先级设定、资源计量、资源控制)。

联合文件系统或UnionFS是通过创建层来操作的文件系统,使它们非常轻量和快速。Docker Engine使用UnionFS为容器提供构建块。Docker Engine可以使用多种UnionFS变体,包括AUFSbtrfsvfsDeviceMapper

Docker Engine将命名空间,控制组和UnionFS组合到一个称为容器格式的包装器中。默认的容器格式是libcontainer。将来,Docker可以通过与BSD JailsSolaris Zones等技术集成来支持其他容器格式。

参考资料

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