第四章 Docker入門
阿新 • • 發佈：2021-09-13
一、背景
為了完成那些不愉快或者平庸的任務，你也會喜歡只做必需之事。這可能是因為你同樣喜歡使用一個簡單易用的工具，來解決那些複雜或費時的工作。 假設你想嘗試一款新的Linux 軟體，但是擔心執行起來的是惡意程式碼。為了保護你的機器，在 Docker 中執行該軟體是很好的第一步。因為Docker 可以幫助大多數普遍軟體使用者利用好強大的安全工具。 如果你是一名系統管理員，將Docker作為軟體管理工具集的基礎，將節省你的時間，讓你專注於高價值的事情，因為 Docker可以最大限度地減少你花在瑣碎工作上的時間。 如果你編寫軟體，通過Docker 釋出，你的使用者會更容易安裝並執行它。在 Docker 封裝的開發環境中編寫軟體，將節省配置或共享環境的時間，因為從軟體的角度來看，每個環境都是一樣的。 假設你擁有或管理大型系統或資料中心。使用Docker 來建立build，測試和部署管道會變得很簡單，因為通過這樣一個管道可以應用到其他任何軟體。 2013年3月推出的 Docker，可以和作業系統協作來打包、分發和執行軟體。你可以把Docker作為軟體分發供應商，用來節省你的時間，讓你專注於高價值的事情。你可以使用Docker構建網路應用，如 Web伺服器、資料庫和郵件伺服器，也可以構建終端應用程式，比如文字編輯器、編譯器、網路分析工具和指令碼;在某些情況下，它甚至可用來執行GUI程式，如網頁瀏覽器和生產力類的軟體。 Linux Docker是一款Linux軟體，但可以很好地執行在大多數作業系統上。 Docker不是一種程式語言，並且也不是構建軟體的框架。Docker 是一個工具，可以幫助解決如安裝、拆卸、升級、分發、信任和管理軟體等常見問題。它是開源的Linux軟體，這意味著任何人都可以為之做出貢獻，Docker因此已在諸多方面受益匪淺。公司贊助開源專案的開發也很常見。在這種意義上，Docker公司(Inc.）是主贊助商。你可以在下面網址找到更多關於Docker 公司的資訊: https://docker.com/company/。
二、Docker概述
Docker 是一個開源專案，誕生於 2013 年初，最初是 dotCloud 公司內部的一個業餘專案。它基於 Google 公司推出的 Go 語言實現。 專案後來加入了 Linux 基金會，遵從了 Apache 2.0 協議，專案程式碼在 GitHub 上進行維護。Docker 自開源後受到廣泛的關注和討論，以至於 dotCloud 公司後來都改名為 Docker Inc。Redhat 已經在其 RHEL6.5 中集中支援 Docker；Google 也在其 PaaS 產品中廣泛應用。Docker 專案的目標是實現輕量級的作業系統虛擬化解決方案。 Docker 的基礎是 Linux 容器（LXC）等技術。在 LXC 的基礎上 Docker 進行了進一步的封裝，讓使用者不需要去關心容器的管理，使得操作更為簡便。使用者操作 Docker 的容器就像操作一個快速輕量級的虛擬機器一樣簡單。Docker 可以讓開發者打包他們的應用以及依賴包到一個輕量級、可移植的容器中，然後釋出到任何流行的 Linux 機器上，也可以實現虛擬化。容器是完全使用沙箱機制，相互之間不會有任何介面（類似 iPhone 的 app）,更重要的是容器效能開銷極低。
三、Docker基本含義
Docker包括一個命令列程式、一個後臺守護程序，以及一組遠端服務。它解決了常見的軟體問題,並簡化了安裝、執行、釋出和刪除軟體。這一切能夠實現是通過使用一項UNIX技術，稱為容器。
1.什麼是容器？
從歷史上看,UNIX風格的作業系統都使用jail 這個術語來形容一個修改過的執行時環境，以防止該程式訪問受保護的資源。自2005年以來，Sun的 Solaris 10和Solaris 容器釋出後，容器已經成為這樣一個執行環境的首選術語。而我們的目標，已經從防止對受保護資源的訪問，擴充套件到隔離所有的資源，除非明確允許。 使用容器已經是很長一段時間的最佳做法。但手動建立容器，仍然具有挑戰性，而且很容易出錯。錯誤配置的容器卻讓他人產生安全的錯覺。這個問題直到Docker的出現終於得到解決。任何使用Docker執行的軟體其實是在一個容器內執行。Docker使用現有的容器引擎，根據最佳實踐提供一致的Docker構建方案。這給大家帶來了觸手可及且更強的安全性。 有了Docker，使用者以更低的成本獲得容器。隨著Docker和容器引擎改進，你獲得最新和最好用的“jail”功能。不用再緊跟著迅速發展且高技術性的構建強大應用jail 的世界了，相反你只要讓Docker幫你處理這些事情就好。這將節省大量的時間和金錢，並帶來心靈的平靜。
2.Docker在開發和運維中的優勢
對於開發和運維人員來說，最夢寐以求的效果可能就是一次建立和配置，之後可以在任意地方、任意時間讓應用正常執行，而Docker恰恰可以實現這一中級目標。具體來說，在開發和運維過程中，Docker具有以下幾個方面的優勢：
1.更快的交付和部署：
使用Docker，開發人員可以使用映象來快速構建一套標準的開發環境；開發完之後，測試和運維人員可以直接使用完全相同的環境來部署程式碼。只要是開發測試過的程式碼，就可以確保在生產環境無縫執行。Docker可以快速建立和刪除容器，實現快速迭代，節約開發、測試及部署的時間。
2.更高效的利用資源：
執行Docker容器不需要額外的虛擬化管理程式的支援，Docker是核心級的虛擬化，可以實現更高的效能，同時對資源的額外需求很低，與傳統的虛擬機器方式相比，Docker的效能要提高1 ~ 2個數量級。
3.更輕鬆的遷移和擴充套件：
Docker容器幾乎可以在任意的平臺上執行，包括物理機、虛擬機器、公有云、私有云、個人電腦等等，同時支援主流的作業系統發行版本。這種相容效能讓使用者可以在不同的平臺之間輕鬆的遷移應用。
4.更輕鬆的管理和更新：
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。所有的修改都以增量的方式被分發和更新，從而實現自動化並且高效的容器管理。
4. Docker與虛擬機器的比較
作為一種輕量級的虛擬化方式，Docker在執行應用上跟傳統的虛擬機器的方式相比具有如下顯著優勢：
Docker容器啟動很快，啟動和停止可以實現秒級，相比傳統的虛擬機器方式（分鐘級）要快速很多。
Docker容器對系統資源需求很少，一臺主機上可以同時執行數千個Docker容器。
Docker通過類似git設計理念的操作來方便使用者獲取、分發和更新應用映象，儲存複用，增量更新。
Docker通過Dockerfile支援靈活的自動化建立和部署機制，可以提高工作效率，並標準化流程。
| 特性 | 容器 | 虛擬機器 |
|---|---|---|
| 啟動速度 | 秒級 | 分鐘級 |
| 效能 | 接近原生 | 較好 |
| 記憶體 | MB級 | GB級 |
| 硬碟適應 | MB級 | GB級 |
| 執行密度 | 單臺主機支援上千個 | 單臺主機支援幾個 |
| 隔離性 | 安全隔離 | 完全隔離 |
| 遷移 | 優秀 | 一般 |
四、 Docker與虛擬化
在沒有Docker 的時代，商家通常使用硬體虛擬化（也稱為虛擬機器)，以提供隔離。虛擬機器提供虛擬的硬體，可安裝一個作業系統和其他程式。它們需要很長的時間（通常以分鐘計）來建立，也需要顯著的資源開銷，因為它們除了要執行你需要的軟體，還得執行整個作業系統的副本。
不同於虛擬機器，Docker容器不使用硬體虛擬化。執行在Docker容器中的程式介面和主機的 Linux核心直接打交道。因為容器中執行的程式和計算機的作業系統之間沒有額外的中間層，沒有資源被冗餘軟體的執行或虛擬硬體的模擬而浪費掉。這是一個很重要的區別。Docker不是一個虛擬化技術。相反，它可以幫助使用已經內建到作業系統中的容器技術。
Docker以及其他容器技術，都屬於作業系統虛擬化範疇，作業系統細膩化最大的特點就是不需要額外的supervisor支援。Docker虛擬化方式之所以有眾多優勢，跟作業系統虛擬化技術自身的設計和實現分不開。
傳統方式是在硬體層面實現虛擬化，需要有額外的虛擬機器管理應用和虛擬機器作業系統層。Docker容器時在作業系統層面實現虛擬化，直接複用本地主機的作業系統，因此更加輕量級。
五、 Docker概念
Docker中有三個核心概念：映象、容器和倉庫。因此，準確把握這三大概念對於掌握Docker技術尤為重要。
1.映象（Image）
Docker 映象（Image），就相當於是一個 root 檔案系統。比如官方映象 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu16.04 最小系統的 root 檔案系統。
2.容器（Container）
映象（Image）和容器（Container）的關係，就像是面向物件程式設計中的類和例項一樣，映象是靜態的定義，容器是映象執行時的實體。容器可以被建立、啟動、停止、刪除、暫停等。
3.倉庫（Repository）
用來儲存映象的倉庫。當我們構建好自己的映象之後，需要存放在倉庫中，當我們需要啟動一個映象時，可以在倉庫中下載下來。
六、Docker安裝系統
Docker引擎是使用Docker容器的核心元件，可以在主流的作業系統和雲平臺上使用，包括Linux作業系統、MacOSS和Windows系統上。使用者可以訪問Docker官網（https://www.docker.com/get-started）去獲取Docker安裝包。
七、Docker總結
#1.作業系統的趨勢
1、系統越來越多，也越來越複雜
2、系統之間的相容性得不到保證
#2.容器帶來的優勢
1、解決了一個相對隔離的環境（容器與容器，容器與主機之間互不影響）
2、解決了系統不相容的問題（重點）
3、容器解決了穩定部署的問題
#3.容器軟體：docker
1、基於golang語言開發
2、Linux 基金會
1）增加知名度
2）全世界的開發者共同維護軟體的生態系統
#4.docker與虛擬機器的區別
- 虛擬機器之間的系統級別的隔離
- docker容器之間的程序級別的隔離
#5.docker倉庫：
https://hub.docker.com/