從docker介紹及其簡介

阿新 • • 發佈：2020-12-04

一、引言

1.我原生代碼執行沒問題啊，但是別人機器執行不了，從而導致環境不一致的問題

2.那個兄弟又寫死迴圈了，怎麼這麼卡，在多使用者的作業系統下，會相互影響。

天貓雙十一的情況下，使用者量暴漲，從而導致運維成本過高的問題

二、docker的由來

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。2013年3月，dotCloud公司的創始人之一，Docker之父，28歲的Solomon Hykes正式決定，將Docker專案開源。

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、為什麼要有docker？(why?)

先說docker是幹啥用的。因為現在物理伺服器是很強大的，我們如果在一臺物理機上只跑一個服務就浪費了。而同時跑很多服務他們之間又互相影響，比如一個服務出了記憶體洩漏把整個伺服器的記憶體都佔滿了，其他服務跟著倒黴。所以要把每個服務都必須隔離起來，讓它們只使用自己那部分有限的CPU、記憶體、硬碟以及自己所依賴的軟體包。在容器技術之前，這個最早是用的是虛擬機器--------業界的網紅。虛擬機器技術的代表，是VMWare和OpenStack。所以，早先每個服務之間是用虛擬機器來實現隔離的,但是對資源有點浪費，於是就有了docker，一個機器上可以裝十幾個到幾十個docker

,他們共享作業系統核心，佔用資源少，啟動速度快，但又能提供資源（CPU、記憶體、磁碟等）的一定程度的隔離。

簡單來說就是，不同的應用程式所依賴的環境不一樣，如果把他們依賴的軟體都安裝在一個伺服器上，不僅需要除錯很久，而且可能會有衝突。

如果想把兩個應用程式隔離起來，可以在伺服器上建立不同的虛擬機器，不同的虛擬機器放不同的應用，但是虛擬機器的開銷比較高。docker作為輕量級的虛擬機器，是一個很好的工具。

四、什麼是docker？(what?)

引入：我們知道，軟體的依賴環境大致包括配置檔案、程式碼、tomcat（web輕量應用伺服器）、JDK（軟體開發工具包）、作業系統

IT 軟體中所說的 “Docker” ，是指容器虛擬化技術，docker本身並不是容器，而是用於支援建立和使用 Linux 容器的工具。

在實際應用中是軟體部署的一種解決方案：作為一個軟體集裝箱化平臺，可以讓開發者構建應用程式時，將它與其依賴環境一起打包到一個容器中，然後很容易地釋出和應用到任意平臺中也可以實現虛擬化，容器是完全使用沙箱機制，相互之間不會有任何介面。同時，也提升計算機硬體資源的利用率。

補充說明：

# 沙箱機制（Sandboxie）
一、沙箱是什麼？
　　沙箱是一個虛擬系統程式，沙箱提供的環境相對於每一個執行的程式都是獨立的，而且不會對現有的系統產生影響，即沙箱提供一個限制該應用程式對系統資源的訪問許可權。

二、沙箱的應用
　　（1）搭建測試環境。沙箱的應用只能訪問自己的應用訪問目錄，而不能應用之間的資源進行共享，這樣就形成了一個相對安全的機制，由於沙箱具有非常良好的獨立性、隔離性，所以能夠搭建一些具有高風險的軟體進行測試。

　　（2）應用容器的利用，如Docker就是應用沙箱機制，這樣使得應用元件經過Docker的封裝，使得在專案的遷移、測試環境到生產環境的部署，保證了應用程式的執行環境保持一致性，同時也減少大量在環境搭建上的工作量。

示例

首先，鯨魚是作業系統。要交付的應用程式是各種貨物，要將各種形狀和尺寸不同的貨物放到大鯨魚上，得考慮每件貨物怎麼安放（應用程式配套的環境），還得考慮貨物和貨物之間能否重疊起來（應用程式依賴的環境是否會衝突）。
現在使用了集裝箱（容器）把每件貨物都放到集裝箱裡，這樣大鯨魚可以用同樣地方式安放、堆疊集裝了，省事省力。
即：打包放到鯨魚上，鯨魚放到伺服器上。也就是搭建（建立）=》運輸（傳送）=》執行：“build——ship——run”，這樣在自己的電腦上怎麼執行，在伺服器上也會怎麼執行。

用docker執行一個程式的過程：

去倉庫把映象拉到本地，然後用一條命令把映象執行起來，變成容器。

五、docker的思想

集裝箱：

會將所有需要的內容放到不同的集裝箱中，誰需要這些環境就直接拿到這個集裝箱就可以

標準化

運輸的標準化：docker有一個碼頭所有上傳的集裝箱都放在了這個碼頭上，當誰需要某一個環境，就直接指派大鯨魚去搬運這個集裝箱就可以了
命令的標準化：docker提供了一系列的命令，幫助我們去獲取集裝箱等等操作,當然，也可以上傳等操作
提供了REST的API:衍生出了很多的圖形化介面，Rancher等
- PS：REST API是一組關於如何構建Web應用程式API的架構規則、標準或指導，REST API遵循API原則的架構風格。REST是專門針對Web應用程式而設計的，其目的在於降低開發的複雜度，提高系統的可伸縮性。

隔離

docker在執行集裝箱內的內容時，會在linux的核心中單獨的開闢一片空間，這片空間不會影響到其他程式

六、docker的核心

docker三大核心：映象、容器、倉庫

映象:（Image）=>複製的程式

定義：Docker 映象可以看作是一個特殊的檔案系統（模板），除了提供容器執行時所需的程式、庫、資源、配置等檔案外，還包含了一些為執行時準備的一些配置引數（如匿名卷、環境變數、使用者等）

作用：類似於虛擬機器的快照，用來建立新的容器

特點：映象不包含任何動態資料，其內容在構建之後也不會被改變。

容器:（Container）=>集裝箱

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。

倉庫: （Repository）=存放映象的地方

用來儲存映象的倉庫，控制版本，類似於git。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。

七、docker的作用

解決執行環境不一致所導致的問題。這樣就不會產生“本地執行沒問題，可一到伺服器上就不行了”的情況。
限定最大的cpu使用記憶體硬碟，這樣就起到了隔離的作用，避免產生“一塊程式碼產生死迴圈，把磁碟佔滿了，其它程式也掛了”的情況。
雙11時擴充套件機器用,降低運維人員的成本。

總結：

docker的標準化讓快速擴充套件，彈性伸縮變得簡單

使用之前：

每次釋出一個程式，都要走一遍以下的流程：

使用之後：

遷移的時候，只需要在新的伺服器上啟動需要的容器就可以了，

無論新舊伺服器是否是同一類別的平臺。這無疑幫助我們節約了大量的寶貴時間，並降低部署過程出現問題的風險。

八、docker與虛擬機器的比較

作為一個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
隔離級別	程序級	作業系統級別
隔離策略	`CGroups`	`Hypervisor`
效能	接近原生	較好
記憶體	MB級	GB級
系統資源	0~5%	5~15%
映象儲存	KB-MB	GB-TB
硬碟適應	MB級	GB級
叢集規模	上萬	上百
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
高可用策略	彈性、負載、動態	備份、容災、遷移

`docker`比`VM`快的原因:

docker有著比虛擬機器更少的抽象層
- 由於docker不需要Hypervisor實現硬體資源虛擬化,執行在docker容器上的程式直接使用的都是實際物理機的硬體資源因此在CPU、記憶體利用率上docker將會在效率上有明顯優勢
docker利用的是宿主機的核心，而不需要Centos
- 因此當新建一個容器時,docker不需要和虛擬機器一樣重新載入這個作業系統核心進而避免尋找、載入作業系統核心比較費時費資源的過程
當新建個虛擬機器時，虛擬機器軟體需要載入Centos這個新建過程是"分鐘級別的"
- docker由於直接利用宿主機的作業系統，則省略了這個個過程因此新建一個docker容器只需要"幾秒鐘"

九、docker與虛擬化

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。

虛擬機器技術：

在一個作業系統之上執行 / 安裝另一種作業系統
應用程式, 作業系統和硬體三者之間的關係不變

缺點：

資源佔用多
冗餘步驟多
啟動慢(分鐘級)