Docker 入门

What - 什么是容器

容器是一种轻量级、可移植、自包含的软件打包技术，使应用程序可以在几乎任何地方以相同的方式运行。开发人员在自己笔记本上创建并测试好的容器，无须任何修改就能够在生产系统的虚拟机、物理服务器或公有云主机上运行。容器与虚拟机谈到容器，就不得不将它与虚拟机进行对比，因为两者都是为应用提供封装和隔离。容器由两部分组成：（1）应用程序本身；（2）依赖：比如应用程序需要的库或其他软件容器在Host操作系统的用户空间中运行，与操作系统的其他进程隔离。这一点显著区别于的虚拟机。传统的虚拟化技术，比如VMWare、KVM、Xen，目标是创建完整的虚拟机。为了运行应用，除了部署应用本身及其依赖（通常几十MB），还得安装整个操作系统（几十GB）。图2-1所示展示了二者的区别。

如图2-1所示，由于所有的容器共享同一个Host OS，这使得容器在体积上要比虚拟机小很多。另外，启动容器不需要启动整个操作系统，所以容器部署和启动速度更快、开销更小，也更容易迁移。

Why - 为什么需要容器

如今的系统在架构上较十年前已经变得非常复杂了。以前几乎所有的应用都采用三层架构（Presentation/Application/Data），系统部署到有限的几台物理服务器上（Web Server/Application Server/Database Server）。而今天，开发人员通常使用多种服务（比如MQ、Cache、DB）构建和组装应用，而且应用很可能会部署到不同的环境，比如虚拟服务器、私有云和公有云

一方面应用包含多种服务，这些服务有自己所依赖的库和软件包；另一方面存在多种部署环境，服务在运行时可能需要动态迁移到不同的环境中。这就产生了一个问题：如何让每种服务能够在所有的部署环境中顺利运行？

如何解决这个问题呢？聪明的技术人员从传统的运输行业找到了答案。

每一次运输，货主与承运方都会担心因货物类型的不同而导致损失，比如几个铁桶错误地压在了一堆香蕉上。另一方面，运输过程中需要使用不同的交通工具也让整个过程痛苦不堪：货物先装上车运到码头，卸货，然后装上船，到岸后又卸下船，再装上火车，到达目的地，最后卸货。一半以上的时间花费在装货、卸货上，而且搬上搬下还容易损坏货物。

任何货物，无论钢琴还是保时捷，都被放到各自的集装箱中。集装箱在整个运输过程中都是密封的，只有到达最终目的地才被打开。标准集装箱可以被高效地装卸、重叠和长途运输。现代化的起重机可以自动在卡车、轮船和火车之间移动集装箱。集装箱被誉为运输业与世界贸易最重要的发明，

Docker将集装箱思想运用到软件打包上，为代码提供了一个基于容器的标准化运输系统。Docker可以将任何应用及其依赖打包成一个轻量级、可移植、自包含的容器。容器可以运行在几乎所有的操作系统上，如图2-8所示

容器意味着环境隔离和可重复性。开发人员只需为应用创建一次运行环境，然后打包成容器便可在其他机器上运行。另外，容器环境与所在的Host环境是隔离的，就像虚拟机一样，但更快更简单。对于运维人员：Configure Once、Run Anything。只需要配置好标准的runtime环境，服务器就可以运行任何容器。这使得运维人员的工作变得更高效、一致和可重复。容器消除了开发、测试、生产环境的不一致性。

How - 容器是如何工作的

Docker的核心组件包括：● Docker客户端：Client● Docker服务器：Docker daemon● Docker镜像：Image● Registry● Docker容器：Container

Docker采用的是Client/Server架构。客户端向服务器发送请求，服务器负责构建、运行和分发容器。客户端和服务器可以运行在同一个Host上，客户端也可以通过socket或REST API与远程的服务器通信

Docker镜像可将Docker镜像看成只读模板，通过它可以创建Docker容器。例如某个镜像可能包含一个Ubuntu操作系统、一个Apache HTTP Server以及用户开发的Web应用。镜像有多种生成方法：

• （1）从无到有开始创建镜像；

• （2）下载并使用别人创建好的现成的镜像；

• （3）在现有镜像上创建新的镜像。可以将镜像的内容和创建步骤描述在一个文本文件中，这个文件被称作Dockerfile，通过执行docker build 命令可以构建出Docker镜像，

Docker容器Docker容器就是Docker镜像的运行实例。用户可以通过CLI（Docker）或是API启动、停止、移动或删除容器。可以这么认为，对于应用软件，镜像是软件生命周期的构建和打包阶段，而容器则是启动和运行阶段。

RegistryRegistry是存放Docker镜像的仓库，Registry分私有和公有两种。Docker Hub（https://hub.docker.com/）是默认的Registry，由Docker公司维护，上面有数以万计的镜像，用户可以自由下载和使用。出于对速度或安全的考虑，用户也可以创建自己的私有Registry。后面我们会学习如何搭建私有Registry。docker pull命令可以从Registry下载镜像。docker run命令则是先下载镜像（如果本地没有），然后再启动容器。