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。
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