Docker简介

Docker 的 Logo 。很明显，这是一只鲸鱼，它托着许多集装箱。我们可以把宿主机可当做这只鲸鱼，把相互隔离的容器可看成集装箱，每个集装箱中都包含自己的应用程序。
一. 什么是容器？
容器较为官方的解释:
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。
再来看看容器较为通俗的解释:
容器就是一个存放东西的地方，就像书包可以装各种文具、衣柜可以放各种衣服、鞋架可以放各种鞋子一样。我们现在所说的容器存放的东西可能更偏向于应用比如网站、程序甚至是系统环境。
二. Docker简介
1. Docker概述
Docker 最初是 dotCloud 公司创始人 Solomon Hykes 在法国期间发起的一个公司内部项目，它是基于 dotCloud 公司多年云服务技术的一次革新，并于 [2013 年 3 月以 Apache 2.0 授权协议开源][docker-soft]，主要项目代码在 GitHub 上进行维护。Docker 项目后来还加入了 Linux 基金会，并成立推动 开放容器联盟（OCI）。
Docker 自开源后受到广泛的关注和讨论，至今其 GitHub 项目已经超过 4 万 6 千个星标和一万多个 fork。甚至由于 Docker 项目的火爆，在 2013 年底，dotCloud 公司决定改名为 Docker。Docker 最初是在 Ubuntu 12.04 上开发实现的；Red Hat 则从 RHEL 6.5 开始对 Docker 进行支持；Google 也在其 PaaS 产品中广泛应用 Docker。
Docker 使用 Google 公司推出的 Go 语言 进行开发实现，基于 Linux 内核的 cgroup，namespace，以及 AUFS 类的 Union FS 等技术，对进程进行封装隔离，属于 操作系统层面的虚拟化技术。由于隔离的进程独立于宿主和其它的隔离的进程，因此也称其为容器。最初实现是基于 LXC，从 0.7 版本以后开始去除 LXC，转而使用自行开发的 libcontainer，从 1.11 开始，则进一步演进为使用 runC 和 containerd。
Docker 在容器的基础上，进行了进一步的封装，从文件系统、网络互联到进程隔离等等，极大的简化了容器的创建和维护,使得 Docker 技术比虚拟机技术更为轻便、快捷。

2. Docker概念
Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的镜像中，然后发布到任何流行的 Linux或Windows 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。
简单来说,Docker是一个集开发、打包、运行应用于一体的开放式平台。Docker可以用来快速交付应用。使用Docker，你可以将应用程序从你的基础设施中分离出来，并将基础设施当做一个管理平台。Docker可以加快打包时间，加快测试，加快发布，缩短开发及运行代码之间的周期。Docker通过结合内核容器化特点和工作流，并使之工具化来实现这一切，帮助管理和发布你的应用。
3. Docker出现的背景
1️⃣.环境管理复杂:从各种OS到各个中间件再到各种App,一款产品能够成功发布，作为开发者需要关心的东西太多，且难于管理，这个问题在软件兴业中普遍存在并需要直接面对。Docker可以简化部署多种应用实例工作，比如Web应用、后台应用、数据库应用、大数据应用比如Hadoop集群、消息队列等等都可以打包成一个image部署。
2️⃣.云时代的到来:AWS的成功，引导开发者将应用转移到云上，解决来硬件管理的问题，然而软件配置和管理香瓜的问题依然存在。Docker的出现正好能帮助软件开发着开阔思路，尝试新的软件管理的方法解决这个问题。
3️⃣.虚拟化手段的变化:云时代采用标配硬件来降低成本，采用虚拟化手段来满足用户按需分配的资源需求以及保证可用性和隔离性。然而无论是KVM还是Xen，在Docker看来都是在浪费资源，又难于管理，更加轻量级大LXC更加灵活和快速：
4️⃣.LXC的便携性:LXC在Linux 2.6的Kernel里就已经存在了，但是其设计之初并非为云计算考虑，缺少标准化的描述手段和容器的可便携性，决定其构建出的环境难于分发和标准化管理(相对于KVM之类的image和sanpshot的概念)。Docker就在这个问题上作出了实质性的创新方法。
4. Docker的用途
Docker的主要用途，目前又三大类:
1️⃣.提供了一次性的环境:比如，本地测试他人的软件、持续集成的时候提供单元测试和构建的环境;
2️⃣.提供弹性的云服务:因为Docker容器可以随开随关，很适合动态扩容和缩容;
3️⃣.组建微服务架构:通过多个容器,一台机器可以跑多个服务,因此在本机就可以模拟出微服务架构.
4️⃣.持续交付和部署:使用 Docker 可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。
5. Docker容器的特点
- 轻量:在一台机器上运行的多个 Docker 容器可以共享这台机器的操作系统内核；它们能够迅速启动，只需占用很少的计算和内存资源。镜像是通过文件系统层进行构造的，并共享一些公共文件。这样就能尽量降低磁盘用量，并能更快地下载镜像。
- 标准:Docker 容器基于开放式标准，能够在所有主流 Linux 版本、Microsoft Windows 以及包括 VM、裸机服务器和云在内的任何基础设施上运行。
- 安全:Docker 赋予应用的隔离性不仅限于彼此隔离，还独立于底层的基础设施。Docker 默认提供最强的隔离，因此应用出现问题，也只是单个容器的问题，而不会波及到整台机器。
6. Docker组成
一个完整的Docker有以下几个部分组成：
1️⃣.DockerClient客户端:Docker Client是我们作为最终用户的通信对象。我们可以将其视为Docker的UI。我们进行的一切操作都将直接接入Docker Client，再由其将指令传递至Docker Daemon.
2️⃣.Docker Daemon守护进程:Docker Daemon直接将执行命令发送至Docker Client——例如构建、运行以及分发等等。Docker Daemon运行在主机设备之上，但作为用户，我们永远不会直接与该Daemon进行通信。Docker Client也可以运行在主机设备上，但并非必需。它亦能够运行在另一台设备上，并与运行在目标主机上的Docker Daemon进行远程通信。
3️⃣.Docker Image镜像:Docker镜像是一个只读的模板。包含了容器运行时所需要的文件系统和一些参数。镜像是无状态的，也不会改变。镜像是用来创建容器的。你可以使用docker pull命令获取一个别人已创建好的镜像，或者使用dockerbuild来构建一个自己的镜像。
4️⃣.DockerContainer容器:Docker 容器和文件夹很类似，一个Docker容器包含了所有的某个应用运行所需要的环境。每一个 Docker 容器都是从 Docker 镜像创建的。Docker 容器可以运行、开始、停止、移动和删除。每一个 Docker 容器都是独立和安全的应用平台，Docker 容器是 Docker 的运行部分。
7. Docker 架构

说明:
该图显示Docker虚拟化的架构：其中Docker Engine可以简单看成对Linux的NameSpace、Cgroup、镜像管理文件系统操作的封装。Docker并没有和虚拟机一样利用一个完全独立的Guest OS实现环境隔离，它利用的是目前linux内核本身支持的容器方式实现资源和环境隔离。简单的说，Docker是利用namespace实现系统环境的隔离；利用Cgroup实现资源限制；利用镜像实现根目录环境的隔离。
5.1 Docker的几个重要概念:
镜像（Images）
Docker镜像是一个只读的模板。包含了容器运行时所需要的文件系统和一些参数。镜像是无状态的，也不会改变。镜像是用来创建容器的。你可以使用docker pull命令获取一个别人已创建好的镜像，或者使用dockerbuild来构建一个自己的镜像。
容器（Containers）
Docker容器就像是一个文件夹，容器中包含了应用运行所需的一切。每个容器都是一个隔离的和安全的应用平台。容器是镜像的一个实例，它是有状态的，而且随时会改变，容器一般是短暂的。
Docker 仓库
Docker 仓库用来保存镜像，可以理解为代码控制中的代码仓库。同样的，Docker 仓库也有公有和私有的概念。公有的 Docker 仓库名字是 Docker Hub。Docker Hub 提供了庞大的镜像集合供使用。这些镜像可以是自己创建，或者在别人的镜像基础上创建。Docker 仓库是 Docker 的分发部分。
5.2 镜像与容器的关系
Docker 使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式，使用远程API来管理和创建Docker容器。Docker 容器通过 Docker 镜像来创建。容器与镜像的关系类似于面向对象编程中的对象与类。
Docker | 面向对象 |
容器 | 对象 |
镜像 | 类 |
Docker采用 C/S架构, Docker daemon 作为服务端接受来自客户的请求，并处理这些请求（创建、运行、分发容器）。 客户端和服务端既可以运行在一个机器上，也可通过 socket 或者RESTful API 来进行通信。
Docker daemon 一般在宿主主机后台运行，等待接收来自客户端的消息。 Docker 客户端则为用户提供一系列可执行命令，用户用这些命令实现跟 Docker daemon 交互。

