Docker：Docker从入门到精通（一）- Docker简介

一、前言

通过本专栏的学习，我们将了解
  1. 掌握Docker基础知识，能够理解Docker镜像与容器的概念
  2. 完成Docker安装与启动
  3. 掌握Docker镜像与容器相关命令
  4. 掌握Tomcat Nginx 等软件的常用应用的安装
  5. 掌握docker迁移与备份相关命令
  6. 能够运用Dockerfile编写创建容器的脚本
  7. 能够搭建与使用docker私有仓库

二、Docker简介

Docker官网 https://www.docker.com/

1. 认识虚拟化

  虚拟化就是将计算机的物理资源抽象成逻辑资源，让一台计算机变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟计算机，或者让网络节点不受物理位置的限制而自由分配资源的技术。虚拟化技术允许用户通过软件来模拟硬件资源，从而实现资源的灵活分配和高效利用。

  在实际的生产环境中，虚拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件产能过低的重组重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理硬件 对资源充分利用。

  虚拟化技术种类很多，例如：软件虚拟化、硬件虚拟化、内存虚拟化、网络虚拟化(vip)、桌面虚拟化、服务虚拟化、虚拟机等等。

2. Docker介绍

  Docker是一个开源的应用容器引擎，它让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似iPhone的app），更重要的是容器性能开销极低。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部署。使得Docker技术比传统的虚拟化技术更为轻便、快捷。

2.1 Docker的核心组件:

  Docker引擎（Docker Engine）：Docker的核心组件，负责创建和管理容器。它提供了API来执行容器生命周期管理（如创建、运行、停止、删除容器）以及容器镜像管理（如拉取、构建、存储、上传镜像）等任务。

  Docker客户端（Docker Client）：用户通过Docker客户端与Docker引擎进行交互，执行Docker命令。客户端可以是命令行界面（CLI）或图形用户界面（GUI）。

  Docker镜像（Docker Images）：Docker镜像是一个轻量级、可执行的独立软件包，包含了运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。Docker使用镜像来创建容器。

  Docker容器（Docker Containers）：容器是镜像的运行实例。你可以使用Docker API或CLI来运行、停止、移动或删除容器。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，确保了应用程序的隔离性和安全性。

  Docker仓库（Docker Registries）：Docker仓库用于存储和分发Docker镜像。Docker Hub是Docker的官方公共仓库，但你也可以使用私有仓库来存储和管理自己的镜像。

2.2 Docker的主要优势：

  简化配置：Docker通过容器化技术简化了应用程序的配置和部署过程。

  代码与环境的一致性：Docker容器确保了应用程序在不同环境中的代码和环境一致性。

  提高开发效率：开发者可以在本地使用Docker容器来模拟生产环境，从而更快地开发和测试应用程序。

  提高资源利用率：Docker容器比传统的虚拟机更轻量级，因此可以更有效地利用系统资源。

  便于迁移和扩展：Docker容器可以轻松地从一个环境迁移到另一个环境，并支持水平扩展，以应对高并发和高负载的情况。

3. 容器与虚拟机比较

1. 轻量级与资源消耗：

  容器：轻量级，共享主机操作系统内核，因此启动更快，资源消耗更少。例如，Docker容器可以迅速启动，并且每个容器仅占用少量的系统资源。

  虚拟机：相对较重，每个虚拟机都有自己的操作系统和应用程序，因此需要更多的资源，包括内存、存储和CPU。虚拟机的启动时间也通常较长。

2. 隔离性：

  容器：提供进程级别的隔离，容器之间的隔离性相对较弱。尽管如此，容器通过命名空间（namespaces）和控制组（cgroups）等技术实现了一定程度的资源隔离。

  虚拟机：提供硬件级别的隔离，每个虚拟机都有自己独立的操作系统和内核，因此隔离性更强。虚拟机之间的交互受到严格的限制，确保了更高的安全性。

3. 可移植性：

  容器：由于容器共享主机操作系统内核，因此容器镜像在不同操作系统之间的可移植性更高。容器可以在任何支持容器运行时的环境中运行，无论是本地开发环境还是云端生产环境。

  虚拟机：虚拟机镜像通常包含完整的操作系统和应用程序，因此其可移植性受到操作系统兼容性的限制。虚拟机可以在几乎所有操作系统上运行，但可能需要额外的配置和调整。

4. 安全性：

  容器：容器共享主机操作系统内核，因此如果主机操作系统存在漏洞，容器可能受到威胁。然而，通过安全配置和最佳实践，可以降低这种风险。

  虚拟机：由于虚拟机提供了更强的隔离性，因此通常更安全。虚拟机之间的隔离性更好，减少了潜在的安全风险。

5. 资源利用率：

  容器：由于容器共享操作系统内核，因此可以在同一台主机上运行多个容器，从而提高了资源利用率。

  虚拟机：每个虚拟机都需要独立的操作系统和应用程序，因此资源利用率相对较低。然而，在某些情况下，虚拟机可以提供更好的性能和稳定性。

6. 管理复杂性：

  容器：通常更容易管理，因为它们可以轻松扩展和更新。容器编排工具（如Kubernetes）可以进一步简化容器的管理和部署。

  虚拟机：管理可能需要更多的手动干预和专业知识。然而，虚拟机管理工具（如VMware vCenter）可以帮助简化虚拟机的管理和维护。