淺談Docker三兩事
可能很多人都用過虛擬機，而對容器這個概念比較的陌生。我們用的傳統虛擬機如 VMware ， VisualBox 之類的需要模擬整臺機器包括硬件。
每臺虛擬機都需要有自己的操作系統，虛擬機一旦被開啟，預分配給它的資源將全部被占用。
每一臺虛擬機包括應用，必要的二進制和庫，以及一個完整的用戶操作系統。
而容器技術是和我們的宿主機共享硬件資源及操作系統，可以實現資源的動態分配。
容器包含應用和其所有的依賴包，但是與其他容器共享內核。容器在宿主機操作系統中，在用戶空間以分離的進程運行。
容器技術是實現操作系統虛擬化的一種途徑，可以讓您在資源受到隔離的進程中運行應用程序及其依賴關系。
容器可以幫助保證應用程序快速、可靠、一致地部署，其間不受部署環境的影響。
容器還賦予我們對資源更多的精細化控制能力，讓我們的基礎設施效率更高。
通過下面這幅圖，我們可以很直觀的反映出這兩者的區別所在：
Docker 屬於 Linux 容器的一種封裝，提供簡單易用的容器使用接口。它是目前最流行的 Linux 容器解決方案。
而 Linux 容器是 Linux 發展出的另一種虛擬化技術，簡單來講， Linux 容器不是模擬一個完整的操作系統，而是對進程進行隔離，相當於是在正常進程的外面套了一個保護層。
Docker 將應用程序與該程序的依賴，打包在一個文件裏面。運行這個文件，就會生成一個虛擬容器。
程序在這個虛擬容器裏運行，就好像在真實的物理機上運行一樣。有了 Docker，就不用擔心環境問題。
總體來說，Docker 的接口相當簡單，用戶可以方便地創建和使用容器，把自己的應用放入容器。容器還可以進行版本管理、復制、分享、修改，就像管理普通的代碼一樣。
我們可以從下面這張表格很清楚地看到容器相比於傳統虛擬機的特性的優勢所在：
Docker 的三個基本概念：
從上圖我們可以看到，Docker 中包括三個基本的概念：
Image（鏡像）
Repository（倉庫）
鏡像是 Docker 運行容器的前提，倉庫是存放鏡像的場所，可見鏡像更是 Docker 的核心。
Image（鏡像）
那麽鏡像到底是什麽呢？Docker 鏡像可以看作是一個特殊的文件系統，除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些為運行時準備的一些配置參數（如匿名卷、環境變量、用戶等）。
鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建之後也不會被改變。鏡像（Image）就是一堆只讀層（read-only layer）的統一視角，也許這個定義有些難以理解，下面的這張圖能夠幫助讀者理解鏡像的定義： 
從左邊我們看到了多個只讀層，它們重疊在一起。除了最下面一層，其他層都會有一個指針指向下一層。這些層是 Docker 內部的實現細節，並且能夠在主機的文件系統上訪問到。
統一文件系統（Union File System）技術能夠將不同的層整合成一個文件系統，為這些層提供了一個統一的視角。
這樣就隱藏了多層的存在，在用戶的角度看來，只存在一個文件系統。我們可以在圖片的右邊看到這個視角的形式。
Container（容器）
容器（Container）的定義和鏡像（Image）幾乎一模一樣，也是一堆層的統一視角，唯一區別在於容器的最上面那一層是可讀可寫的。
由於容器的定義並沒有提及是否要運行容器，所以實際上，容器 = 鏡像 + 讀寫層。
Repository（倉庫）
Docker 倉庫是集中存放鏡像文件的場所。鏡像構建完成後，可以很容易的在當前宿主上運行。
但是， 如果需要在其他服務器上使用這個鏡像，我們就需要一個集中的存儲、分發鏡像的服務，Docker Registry（倉庫註冊服務器）就是這樣的服務。
有時候會把倉庫（Repository）和倉庫註冊服務器（Registry）混為一談，並不嚴格區分。
Docker 倉庫的概念跟 Git 類似，註冊服務器可以理解為 GitHub 這樣的托管服務。
實際上，一個 Docker Registry 中可以包含多個倉庫（Repository），每個倉庫可以包含多個標簽（Tag），每個標簽對應著一個鏡像。
所以說，鏡像倉庫是 Docker 用來集中存放鏡像文件的地方，類似於我們之前常用的代碼倉庫。
通常，一個倉庫會包含同一個軟件不同版本的鏡像，而標簽就常用於對應該軟件的各個版本 。
我們可以通過<倉庫名>:<標簽>的格式來指定具體是這個軟件哪個版本的鏡像。如果不給出標簽，將以 Latest 作為默認標簽。
倉庫又可以分為兩種形式：
Public（公有倉庫）
Private（私有倉庫）
Docker Registry 公有倉庫是開放給用戶使用、允許用戶管理鏡像的 Registry 服務。
一般這類公開服務允許用戶免費上傳、下載公開的鏡像，並可能提供收費服務供用戶管理私有鏡像。
除了使用公開服務外，用戶還可以在本地搭建私有 Docker Registry。Docker 官方提供了 Docker Registry 鏡像，可以直接使用做為私有 Registry 服務。
當用戶創建了自己的鏡像之後就可以使用 Push 命令將它上傳到公有或者私有倉庫，這樣下次在另外一臺機器上使用這個鏡像時候，只需要從倉庫上 Pull 下來就可以了。
我們主要把 Docker 的一些常見概念如 Image，Container，Repository 做了詳細的闡述，也從傳統虛擬化方式的角度闡述了 Docker 的優勢。
我們從下圖可以直觀地看到 Docker 的架構： 
Docker 使用 C/S 結構，即客戶端/服務器體系結構。Docker 客戶端與 Docker 服務器進行交互，Docker服務端負責構建、運行和分發 Docker 鏡像。
Docker 客戶端和服務端可以運行在一臺機器上，也可以通過 RESTful 、 Stock 或網絡接口與遠程 Docker 服務端進行通信。 
Docker 的核心組件包括：
Docker Client
Docker Daemon
Docker Image
Docker Registry
Docker Container
這張圖展示了 Docker 客戶端、服務端和 Docker 倉庫（即 Docker Hub 和 Docker Cloud ），默認情況下 Docker 會在 Docker 中央倉庫尋找鏡像文件。
這種利用倉庫管理鏡像的設計理念類似於 Git ，當然這個倉庫是可以通過修改配置來指定的，甚至我們可以創建我們自己的私有倉庫。
Docker 提供了一套簡單實用的命令來創建和更新鏡像，我們可以通過網絡直接下載一個已經創建好了的應用鏡像，並通過 Docker RUN 命令就可以直接使用。
當鏡像通過 RUN 命令運行成功後，這個運行的鏡像就是一個 Docker 容器啦。
容器可以理解為一個輕量級的沙箱，Docker 利用容器來運行和隔離應用，容器是可以被啟動、停止、刪除的，這並不會影響 Docker 鏡像。
我們可以看看下面這幅圖： 
Docker 客戶端是 Docker 用戶與 Docker 交互的主要方式。當您使用 Docker 命令行運行命令時，Docker 客戶端將這些命令發送給服務器端，服務端將執行這些命令。
Docker 命令使用 Docker API 。Docker 客戶端可以與多個服務端進行通信。
我們將剖析一下 Docker 容器是如何工作的，學習好 Docker 容器工作的原理，我們就可以自己去管理我們的容器了。
Docker Daemon 的架構如下所示：
Docker Daemon 可以認為是通過 Docker Server 模塊接受 Docker Client 的請求，並在 Engine 中處理請求，然後根據請求類型，創建出指定的 Job 並運行。
Docker Daemon 運行在 Docker Host 上，負責創建、運行、監控容器，構建、存儲鏡像。
運行過程的作用有以下幾種可能：
向 Docker Registry 獲取鏡像。
通過 GraphDriver 執行容器鏡像的本地化操作。
通過 NetworkDriver 執行容器網絡環境的配置。
通過 ExecDriver 執行容器內部運行的執行工作。
下圖可以很直觀地看到 Docker Daemon 的啟動流程：
默認配置下，Docker Daemon 只能響應來自本地 Host 的客戶端請求。如果要允許遠程客戶端請求，需要在配置文件中打開 TCP 監聽。
我們可以照著如下步驟進行配置：
1、編輯配置文件/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service，在環境變量 ExecStart 後面添加 -H tcp://0.0.0.0，允許來自任意 IP 的客戶端連接。 
2、重啟 Docker Daemon：
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
3、我們通過以下命令即可實現與遠程服務器通信：
docker -H 服務器IP地址 info
Docker Image
Docker 鏡像可以看作是一個特殊的文件系統，除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些為運行時準備的一些配置參數（如匿名卷、環境變量、用戶等）。
鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建之後也不會被改變。我們可將 Docker 鏡像看成只讀模板，通過它可以創建 Docker 容器。
鏡像有多種生成方法：
A、從無到有開始創建鏡像
B、下載並使用別人創建好的現成的鏡像
C、在現有鏡像上創建新的鏡像
我們可以將鏡像的內容和創建步驟描述在一個文本文件中，這個文件被稱作 Dockerfile ，通過執行 docker build命令可以構建出 Docker 鏡像。
Docker Registry
Docker Registry 是存儲 Docker Image 的倉庫，它在 Docker 生態環境中的位置如下圖所示：
運行 docker push、docker pull、docker search 時，實際上是通過 Docker Daemon 與 Docker Registry 通信。
Docker Container
Docker 容器就是 Docker 鏡像的運行實例，是真正運行項目程序、消耗系統資源、提供服務的地方。
Docker Container 提供了系統硬件環境，我們可以使用 Docker Images 這些制作好的系統盤，再加上我們所編寫好的項目代碼，Run 一下就可以提供服務啦。
現在我們再通過 hello-world 這個例子來體會一下 Docker 各個組件是如何協作的。
容器啟動過程如下：
一、Docker 客戶端執行 docker run 命令。
二、Docker Daemon 發現本地沒有 hello-world 鏡像。
三、Daemon 從 Docker Hub 下載鏡像。
四、下載完成，鏡像 hello-world 被保存到本地。
五、Docker Daemon 啟動容器。
具體過程可以看如下這幅演示圖：
我們可以通過 Docker Images 可以查看到 hello-world 已經下載到本地：
我們可以通過 Docker Ps 或者 Docker Container ls 顯示正在運行的容器，我們可以看到，hello-world 在輸出提示信息以後就會停止運行，容器自動終止，所以我們在查看的時候沒有發現有容器在運行。
**Dockerfile 是什麽？？？**Dockerfile 是自動構建 Docker 鏡像的配置文件，用戶可以使用 Dockerfile 快速創建自定義的鏡像。Dockerfile 中的命令非常類似於 Linux 下的 Shell 命令。
我們可以通過下面這幅圖來直觀地感受下 Docker 鏡像、容器和 Dockerfile 三者之間的關系： 
Dockerfile 可以自定義鏡像，通過 Docker 命令去運行鏡像，從而達到啟動容器的目的。Dockerfile 是由一行行命令語句組成，並且支持已 # 開頭的註釋行。
我們可以將 Dockerfile 分為四個部分：
基礎鏡像（父鏡像）信息指令 FROM。
維護者信息指令 MAINTAINER。
鏡像操作指令 RUN 、EVN 、ADD 和 WORKDIR 等。
容器啟動指令 CMD 、ENTRYPOINT 和 USER 等。
Dockerfile常用命令：
FROM
FROM 是用於指定基礎的 images ，一般格式為 FROM or FORM :。
所有的 Dockerfile 都應該以 FROM 開頭，FROM 命令指明 Dockerfile 所創建的鏡像文件以什麽鏡像為基礎，FROM 以後的所有指令都會在 FROM 的基礎上進行創建鏡像。可以在同一個 Dockerfile 中多次使用 FROM 命令用於創建多個鏡像。
MAINTAINER
MAINTAINER 是用於指定鏡像創建者和聯系方式，一般格式為 MAINTAINER。
COPY
COPY 是用於復制本地主機的(為 Dockerfile 所在目錄的相對路徑)到容器中的。當使用本地目錄為源目錄時，推薦使用 COPY 。一般格式為 COPY。
RUN
RUN 用於容器內部執行命令。每個 RUN 命令相當於在原有的鏡像基礎上添加了一個改動層，原有的鏡像不會有變化。一般格式為 RUN。
EXPOSE
EXPOSE 命令用來指定對外開放的端口。一般格式為 EXPOSE[...]。
ENTRYPOINT
ENTRYPOINT 可以讓你的容器表現得像一個可執行程序一樣。一個 Dockerfile 中只能有一個 ENTRYPOINT，如果有多個，則最後一個生效。
ENTRYPOINT 命令也有兩種格式：
1、ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] ：推薦使用的 Exec 形式。
2、ENTRYPOINT command param1 param2 ：Shell 形式。
CMD
CMD 命令用於啟動容器時默認執行的命令，CMD 命令可以包含可執行文件，也可以不包含可執行文件。
不包含可執行文件的情況下就要用 ENTRYPOINT 指定一個，然後 CMD 命令的參數就會作為 ENTRYPOINT 的參數。
CMD 命令有三種格式：
1、CMD ["executable","param1","param2"]：推薦使用的 exec 形式。
2、CMD ["param1","param2"]：無可執行程序形式。
3、CMD command param1 param2：Shell 形式。
一個 Dockerfile 中只能有一個 CMD，如果有多個，則最後一個生效。而 CMD 的 Shell 形式默認調用 /bin/sh -c 執行命令。
淺談Docker三兩事