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Docker 和 k8s 之间是什么关系?

Docker 简介

  1. Docker 功能

    • Docker 是一款可以将程序和环境打包并运行的工具软件。
    • 通过 Docker,可以将程序及其依赖环境打包,确保在不同操作系统上一致的运行效果。
  2. 环境一致性问题

    • 程序依赖于特定的环境,不同操作系统和配置会导致程序运行结果不同。
    • Docker 通过打包程序和环境,解决了环境依赖问题。

Docker 基础概念

  1. 基础镜像(Base Image)

    • 基础镜像是包含操作系统用户空间部分和程序语言依赖的文件系统、依赖库和配置的压缩包。
    • 例如,python:3.9 镜像包含 Python 3.9 解释器。
  2. Dockerfile

    • Dockerfile 是一个文本文件,包含一系列命令,用于构建容器镜像。
    • 例如:
      FROM python:3.9
      WORKDIR /app
      COPY requirements.txt .
      RUN yum install gcc
      RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
      COPY . /app
      CMD ["python", "app.py"]
      
  3. 容器镜像(Container Image)

    • 容器镜像是 Dockerfile 构建的结果,包含环境和应用程序的打包文件。
    • 通过 docker build 命令构建。
  4. Registry

    • Registry 是镜像仓库,用于存储和管理 Docker 镜像。
    • 通过 docker pushdocker pull 命令与 Registry 交互。

容器与虚拟机的区别

  1. 容器

    • 容器是独立的环境和应用程序的运行实例。
    • 容器利用 Namespace 和 Cgroup 技术,看起来像独立操作系统,但实际上共享宿主机的内核。
  2. 虚拟机

    • 虚拟机包含完整的操作系统,资源占用更多,启动时间更长。
    • 容器相比虚拟机更轻量级,启动更快。

Docker 架构原理

  1. Client/Server 架构

    • Docker-cli(客户端)通过命令行与 Docker daemon(服务器)交互。
    • Docker daemon 通过 RESTful API 接收命令并执行。
  2. Docker Daemon

    • 包含 Docker Server 和 Engine 两层。
    • Docker Server 提供 HTTP 服务,Engine 层负责创建和管理容器。

Docker 相关工具

  1. Docker Compose

    • 用于管理多个容器组成的服务的部署。
    • 通过 YAML 文件定义服务,使用 docker-compose up 命令一键部署。
  2. Docker Swarm

    • 用于在多台服务器上部署和管理容器服务的集群。
    • 支持服务的迁移和扩缩容。

Docker 与 Kubernetes(k8s)

  1. 关系

    • Docker 解决单个容器的部署问题。
    • Docker Compose 解决多个容器组成的服务的部署问题。
    • Docker Swarm 解决多台服务器上的服务部署问题。
    • Kubernetes(k8s)是 Docker Swarm 的竞品,兼容 Docker 容器,实现更高级的容器编排调度。
  2. Kubernetes 功能

    • 在多台 Node 服务器上调度 Pod,进行部署和扩缩容。
    • Pod 内部可以包含多个容器,每个容器是一个服务进程。

总结

  • Docker 是一个将程序和环境打包并运行的工具软件。
  • Docker 容器是自带独立运行环境的特殊进程,底层使用宿主机的操作系统内核。
  • Docker 通过 Dockerfile 描述依赖关系,构建镜像,存储和分发镜像,启动容器,解决环境依赖问题。
  • Docker Compose、Docker Swarm 和 Kubernetes 是 Docker 的扩展工具,分别解决不同层面的服务部署和容器编排问题。

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