docker入门实战1

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一. docker入门

个人主机时代比CPU主频高低和内存大小，云计算时代虚拟化技术基石。

虚拟化可以通过硬件模拟实现，也可以通过操作系统实现。

充分利用操作系统本身的机制和特性，实现轻量级的虚拟化，docker是佼佼者。

1.1 什么是docker

https://github.com/docker/docker

"Build,Ship,and Run Any App,Anywhere"

通过对应用组件的封装（Packaging）、分发（Distribution）、部署（Deployment）、运行（Runtime）等生命周期的管理，达到应用组件级别的”一次封装，到处运行“。这里的应用组件，可以是一个Web应用，也可以是一套数据库服务，甚至是一个操作系统或编译器。

Linux容器技术：

docker引擎的基础是Linux容器（Linux containers，LXC）技术。

容器有效地将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中，以便更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。与虚拟化相比，这样既不需要指令级模拟，也不需要即时编译。容器可以在核心CPU本地运行指令，而不需要任何专门的解释机制。此外，也避免了准虚拟化和系统调用替换中的复杂性。

从Linux容器到docker：

在LXC技术基础上，docker进一步优化了容器的使用体验。docker提供了各种容器管理工具（如分发、版本、移植等）让用户无需关注底层的操作，可以简明地管理和使用容器。用户操作docker容器就像操作一个轻量级的虚拟机那样简单。

可以将docker容器理解为一种沙盒。每个容器内运行一个应用，不同的容器相互隔离，容器之间也可以建立通信机制。容器的创建和停止都十分快速，容器自身对资源的需求也十分有限，远远低于虚拟机。

1.2 为什么使用docker

docker容器虚拟化的好处：

服务器迁移时，往往需要重新部署和调试，这些琐碎无趣的工作极大地降低了工作效率。

而docker提供了一种更为聪明的方式，通过容器来打包应用，意味着迁移只需要在新的服务器上启动需要的容器就可以了。这将节约大量时间，并降低部署过程出现问题的风险。

docker在开发和运维中的优势：

1）更快速地交付和部署。使用docker，开发人员可以使用镜像来快速构建一套标准的开发环境；开发完成后，测试和运维人员可以直接使用相同环境来部署代码。

2）更高效的资源利用。docker容器的运行不需要额外的虚拟化管理程序（virtual machine manager，VMM，以及hypervisor）支持，它是内核级的虚拟化，可以实现更高的性能，同时对资源的额外需求很低。

3）更轻松的迁移和扩展。docker容器几乎可以在任意的平台上运行，包括物理机、虚拟机、公有云、私有云、个人电脑、服务器等。用户可以在不同平台之间轻松迁移应用。

4）更简单的更新管理。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。并且所有修改都以增量的方式进行分发和更新，从而实现自动化并且高效的容器管理。

docker与虚拟机比较：

作为一种轻量级的虚拟化方式，docker在运行应用上跟传统的虚拟机方式相比具有显著优势：

1）docker容器很快，启动和停止可以在秒级实现，比传统虚拟机方式快得多。。

2）docker容器对系统资源需求很少，一台主机上可以同时运行数千个docker容器。

3）docker通过类似git的操作来方便用户获取、分发和更新应用镜像，指令简明，学习成本较低。

4）docker通过dockfile配置文件来支持灵活的自动化创建和部署机制，提高工作效率。

docker容器除了运行其中的应用之外，基本不消耗额外的系统资源，保证应用性能的同时，尽量减小系统开销。传统虚拟机方式运行N个不同的应用就要启动N个虚拟机（每个虚拟机需要单独分配独占的内存、磁盘等资源），而docker只需要启动N个隔离的容器，并将应用放到容器内即可。

虚拟机的隔离性比容器隔离性较好。

1.3 虚拟化与docker

在计算机技术中，虚拟化（virtualization）是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以用比原本的组态更好的方式来应用这些资源。

虚拟化技术可分为基于硬件的虚拟化和基于软件的虚拟化。

基于软件的虚拟化从对象所在的层次，又可以分为应用虚拟化和平台虚拟化。前者一般指的是一些模拟设备或wine这样的软件。后者又可以细分为如下几个子类：

1）完全虚拟化。虚拟机模拟完整的底层硬件环境和特权指令的执行过程，客户操作系统无需进行修改。

2）硬件辅助虚拟化。利用硬件（主要是CPU）辅助支持处理敏感指令来实现完全虚拟化的功能，客户操作系统无需修改。

3）部分虚拟化。只针对部分硬件资源进行虚拟化，客户操作系统需要进行修改，现在有些虚拟化技术的早期版本仅支持部分虚拟化。

4）超虚拟化。部分硬件接口以软件的形式提供给客户机操作系统，客户操作系统需要进行修改。

5）操作系统级虚拟化。内核通过创建多个虚拟的操作系统实例（内核和库）来隔离不同的进程。容器相关技术即在这个范畴。

传统方式是在硬件层面实现虚拟化，需要有额外的虚拟机管理应用和虚拟机操作系统层。

docker容器是在操作系统层面上实现虚拟化，直接复用本地主机的操作系统，因此更加轻量级。

传统的虚拟机在硬件层和宿主操作系统上有一层虚拟机管理系统，在此之上是各个虚拟机的操作系统，然后是运行时环境和应用程序。

docker容器是在硬件层和宿主操作系统上有一层docker容器支持，在此之上是每个应用的运行时环境和应用程序。

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