1.Docker简介
1.1 什么是Docker？
Docker是一个重新定义了程序开发测试、交付和部署过程的开放平台。Docker也是容器技术的一种，它运行于Linux宿主机之上，每个运行的容器都是相互隔离的，也被称为轻量级虚拟技术或容器型虚拟技术。而且它有点类似Java的编译一次，到处运行，Docker则可以称为构建一次，在各种平台上运行，包括本地服务器和云主机等（Build once，run anywhere）。容器就是集装箱，我们的代码都被打包到集装箱里；Docker就是搬运工，帮你把应用运输到世界各地，而且是超高速。
1.2 Docker 用到的技术 （主要用到Linux下的成熟技术）
1.2.1 容器技术（Container）
容器（Container）有时候也被称为操作系统级虚拟化，以区别传统的Hypervisor虚拟技术。它不对硬件进行模拟，只是作为普通进程运行于宿主机的内核之上。 在容器中运行的一般都是一个简易版的Linux系统，有root用户权限、init系统（采用LXC容器的情况下）、进程id、用户id以及网络属性。
一句话概括容器：容器就是将软件打包成标准化单元，以用于开发、交付和部署。
容器镜像是轻量的、可执行的独立软件包 ，包含软件运行所需的所有内容：代码、运行时环境、系统工具、系统库和设置。
容器化软件适用于基于Linux和Windows的应用，在任何环境中都能够始终如一地运行。
容器赋予了软件独立性，使其免受外在环境差异（例如，开发和预演环境的差异）的影响，从而有助于减少团队间在相同基础设施上运行不同软件时的冲突。
通过下面几张图解释了物理机，虚拟机，容器的区别
通过上面这三张抽象图，我们大概可以通过类比概括出： 容器虚拟化的是操作系统而不是硬件，容器之间是共享同一套操作系统资源的。虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统。因此容器的隔离级别会稍低一些。
1.2.2 LXC
LXC是在Linux下使用较广泛的容器方案。基本上我们可以认为Linux containers = cgroups（资源控制） + namespaces（容器隔离）。
LXC很成熟很强大，然而它却不好使用，比如它不方便在多台机器间移动，不方便创建管理，不可重复操作，也不方便共享等等，相对于开发人员来说，它只是系统管理员的玩具。Docker的出现很好的解决了这些问题，它将容器技术的使用成本拉低到了一个平民价格。
1.2.3 资源控制（cgroups）
cgroups是一个Google贡献的项目，它主要用来对共享资源的分配、限制、审计及管理，比如它可以为每个容器分配CPU、内存以及blkio等的使用限额等。cgroups使得容器能在宿主机上能友好的相处，并公平的分配资源以及杜绝资源滥用的潜在风险。
1.2.4 容器隔离（namespaces）
这是用来为容器提供进程隔离的技术，每个容器都有自己的命名空间，比如pid/net/ipc/mnt/uts等命名空间，以及为容器提供不同的hostname。namespace能保证不同的容器之间不会相互影响，每个容器都像是一个独立运行着的OS一样。
1.2.5 联合文件系统
联合文件系统是一个分层的轻量、高性能文件系统。Docker之所以这么吸引人，很大程度上在于其在镜像管理上所做出的创新。而联合文件系统正是构建Docker镜像的基础。
AUFS（AnotherUnionFS）是一个分层的基于Copy On Write技术的文件系统，支持Union Mount，就是将具有不同文件夹结构的镜像层进行叠加挂载，让它们看上去就像是一个文件系统那样。
1.3用Docker能干什么？
1.3.1 在开发中：
构建开发环境变得简单
快速：只需 docker run 即可共享：通过Dockerfile或者Registry自动化：一切代码化的东西都可以自动化统一：每个人的开发环境都是一模一样的
设想我们要基于Nginx/PHP、MySQL和Redis开发，我们可以创建3个Docker镜像保存到公司私有的Registry中去，每个开发人员使用的时候是需要执行 docker run redis 即可以享用自己独有的Redis服务了，而且这3个容器不管从占用磁盘空间还是运行性能来说，都比虚拟机要好很多。
1.3.2 在测试中：
解决环境构建问题
有时候构建测试的环境是一项费时费力的工作，而Docker能让这变得轻松。如果你的测试比较简单的话，甚至直接拿开发构建的镜像就可以开始了。
消除环境不一致导致的问题
“在我的机器上运行的好好的，怎么到你那里就不行了？”，我想超过半数的程序员都曾经说过类似的话。如果对导致这一问题的原因进行统计的话，我想排在第一位的应该非“环境不一致”莫属了，这包括操作系统和软件的版本、环境变量、文件路径等。
使用Docker的话你再也不用为此烦恼了。因为你交付的东西不光是你的代码、配置文件、数据库定义，还包括你的应用程序运行的环境：OS加上各种中间件、类库 + 你的应用程序。
1.3.3 在部署和运维中：
基于容器的部署和自动化
Docker定义了重新打包程序的方法。
Docker容器 + 用户应用 = 部署单位（构件）
Docker可以看作是用代码编写出来的国际集装箱，它可以把任何应用及相关依赖项打包成一个轻量、可移植（Portable）、自包涵的容器。
以前部署代码都是代码级别的，有了Docker，则可以进行容器级别的部署。这样带来的最大的好处就是开发者本地测试、CI服务器测试、测试人员测试，以及生产环境运行的都可以是同一个Docker镜像。
Docker可进行快速横向扩展：Docker启动速度很快，可以瞬间启动大量容器，因此很适合在业务高峰期进行横向扩展。
Docker是跨平台的，可以在本地打包后传送到云端，甚至是多种云端。
2.Docker 架构
2.1 Docker整体结构：
Docker是一个构建、发布、运行分布式应用的平台，Docker平台由Docker Engine（运行环境 + 打包工具）、Docker Hub（API + 生态系统）两部分组成。
Docker的底层是各种Linux OS以及云计算基础设施，而上层则是各种应用程序和管理工具，每层之间都是通过API来通信的。
Docker Engine:它提供了容器运行时以及打包、管理等工具。可以直观理解为就是在某一台机器上运行的Docker程序，实际上它是一个C/S结构的软件，有一个后台守护进程在运行，每次我们运行 docker 命令的时候实际上都是通过RESTful Remote API来和守护进程进行交互的，即使是在同一台机器上也是如此。
Docker Hub:是一个云端的分布式应用服务，它专注于内容、协作和工作流。Docker Hub除了可以托管、下载、查找Docker镜像之外，还提供了包括更管理、团队协作、生命周期流程自动化等功能，以及对第三方工具和服务的集成。(类似于Git)
2.2 Docker镜像
2.2.1 镜像：
Docker镜像是Docker系统中的构建模块（Build Component），是启动一个Docker容器的基础。Docker镜像（Images）是分层的，这得益于其采用的联合文件系统，镜像是有继承（父子）关系的，每一层镜像的下面一层称为父镜像，没有父镜像的称为基础镜像（Base Iamge）
2.2.2 镜像仓库：
我们可以将Docker镜像仓库理解为Git仓库。Dcoker镜像仓库分为远程和本地，本地的概念好理解，而一般来说远程仓库就是Registry，包括官方的或者自建的私有Registry；我们通过 docker pull 和 docker push 命令在本地和远程之间进行镜像传输。
2.3 Docker 容器（Container）
容器是一个基于Docker镜像创建、包含为了运行某一特定程序的所有需要的OS、软件、配置文件和数据，是一个可移植的运行单元。在宿主机来看，它只不过是一个简单的用户进程而已。
镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等 。
容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立的命名空间。前面讲过镜像使用的是分层存储，容器也是如此。
容器存储层的生存周期和容器一样，容器消亡时，容器存储层也随之消亡。因此，任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。
tips:按照Docker最佳实践的要求，容器不应该向其存储层内写入任何数据 ，容器存储层要保持无状态化。所有的文件写入操作，都应该使用数据卷（Volume）、或者绑定宿主目录，在这些位置的读写会跳过容器存储层，直接对宿主（或网络存储）发生读写，其性能和稳定性更高。数据卷的生存周期独立于容器，容器消亡，数据卷不会消亡。因此， 使用数据卷后，容器可以随意删除、重新run，数据却不会丢失。
2.4 Docker Registry
Docker Registry是Docker架构中的分发模块，它用来存储Docker镜像，我们可以将它理解为GitHub。
Docker Hub是一个官方的Docker Registry，也是Docker镜像的默认存储位置。
镜像（Image）、容器(Container)、仓库(Repository)是Docker的三个基本概念
3.Build，Ship，and Run
Build（构建镜像）：镜像就像是集装箱包括文件以及运行环境等等资源。
Ship（运输镜像）：主机和仓库间运输，这里的仓库就像是超级码头一样。
Run （运行镜像）：运行的镜像就是一个容器，容器就是运行程序的地方。
Docker运行过程也就是去仓库把镜像拉到本地，然后用一条命令把镜像运行起来变成容器。所以，我们也常常将Docker称为码头工人或码头装卸工，这和Docker的中文翻译搬运工人如出一辙。
