Docker 简介

Docker 是什么

Docker 是一个开放平台,能够用于开发、交付、运行应用。Docker 能够将应用基础设施(比如应用的运行环境、开发环境、环境配置等)解耦。

通过 Docker 能够管理基础设施跟管理应用一样方便,无论是在开发、测试还是生产环境快速、一致地部署应用,减少从软件开发到交付的时间。

Docker 能将应用打包、运行在一个独立的环境,这个环境称为容器(container)。得益于独立的这一特性,能够同时运行多个容器在一个主机上。

容器轻量且包含了运行应用所需要的所有依赖,所以通过 Docker 运行应用,当前主机无需关心是否需要提前安装任何运行环境依赖,因为应用及其运行环境都可打包在容器之中。

所以通过共享容器,能确保在应用任何环境都有一致的运行效果。

Docker 系统架构

Docker 使用 client-server 的架构,Docker 客户端与 Docker 后台程序(服务端)进行通讯,Docker 后台程序负责构建、运行以及分配 Docker 容器。 Docker 客户端以及 Docker 后台程序可以运行在同一系统中,Docker 客户端也可以连接远程的 Docker 后台程序,二者通过 REST API 通讯。

Docker 是使用 Go 语言来编写,利用 Linux 内核的一些特性来完成其功能。Docker 使用 Linuxnamespaces 来为容器提供独立的工作环境,当运行容器的时候,Docker 为容器创建了对应的 namespaces 集合。

namespacesLinux 内核用来实现资源隔离的方式,不同的 namespaces 进程拥有独立、互不干扰的系统资源。

docker-architecture

Docker 基本概念

Docker daemon(后台程序)

Docker daemon(dockerd) 监听着 Docker API 请求,以及管理 Docker 相关组件比如 images(镜像)、containers(容器)、networks(网络)、volumes(卷)等等。一个后台程序还能与其他后台程序通讯,来管理 Docker 服务。

Docker client(客户端)

Docker client (docker) 是用户与 Docker 进行交互的主要方式。当你执行命令,比如执行 docker run 的时候,客户端将命令发送给的 daemon(后台程序),然后由后台程序执行。执行的命令其实就是调用 Docker API,所以一个 Docker 客户端能够与多个后台程序通讯。

Image(镜像)

镜像是一个只读模板,用于说明该如何创建一个 Docker 容器。通常一个镜像会基于另一个镜像,以及一些额外的定制化。比如,我们需要一个能够构建、运行前端应用的容器,那么就需要一个基础镜像,该镜像基于 Node.js 镜像,以及需要安装了诸如 nginxweb server,还有一些基础配置,确保我们能在该镜像所创建的容器中构建、运行我们的应用。

你可以使用自定义镜像,也可以使用别人已经创建、发布在公共镜像仓库的镜像。你可以通过 Dockerfile 文件来创建一个镜像,Dockerfile 通过简单的语法说明、定义了创建、运行一个镜像所需步骤。Dockerfile 中的每个说明都在 image 上创建一个 layer,当修改 Dockerfile 以及重新构建 image 的时候,只有修改了的 layer 才需要重新构建。这也是为什么 Docker 比起传统虚拟技术要更加轻量、快速。

Container(容器)

容器是一个可运行的镜像实例,你能够通过 Docker API 或命令行来对容器进行创建、启动、停止、删除等操作。一个容器能够连接多个 networks,关联存储,甚至可以根据当前容器的状态创建一个新的镜像。

容器默认与其他容器,以及宿主机器是相对隔离的。当然这个“隔离”的程度也是可控、可自定义的。

容器由镜像以及当我们启动、创建容器的参数来定义。当一个容器被删除时,默认在运行期间的状态改变以及产生的持久存储都会被清除、重置。

Docker registries(镜像仓库)

Docker registries 用于存储 Docker 镜像,Docker Hub 就是官方的一个公共镜像仓库,registry 是可配置的,我们可以配置为国内仓库,甚至私有的仓库。

当我们执行 docker pulldocker run,如本地不存在所需镜像,Docker 会去配置中的 registry 拉取目标镜像。当执行 docker push 的时候会将镜像发布至配置好的 registry 中。

Docker 可以用来做什么?

1. 快速、一致的交付应用

Docker 能够让整个软件开发生命周期如流水线般更高效地进行,让开发者始终在一个标准、一致的环境中进行工作。容器非常适用持续集成、持续交付的工作流。

考虑如下应用场景:

  • 在开发初期,本地环境写代码,让应用运行在本地的 Docker,与同事之间的工作共享也是通过 Docker 容器。
  • 本地开发完成之后,通过 Docker 将应用推送、部署在测试环境,供相关人员进行验收测试。
  • 当发现 bug 的时候,开发人员在本地修复 bug 之后,将改动再次推送、部署到测试环境供相关人员进行 bug 修复验证。
  • 当测试验收通过之后,只需要将整个流程中更新后的镜像推送、部署至生产环境即可。

因为整个流程中应用的运行环境都是一致的,所以再也不会出现“我本地是没问题的啊”这类的问题了,而且也免去了在各个环境中安装应用运行环境(比如 Node.js)这一重复工作,提高了软件的交付效率。

2. 快速、弹性部署

Docker 的“容器”这一特性,让其十分便携。容器能够运行在任何环境,比如个人电脑、物理或虚拟主机。Docker 的便携、轻量,快捷迁移,让动态扩容、缩容变得更加简单。

3. 在同一硬件资源中进行更多的工作,更高效的利用硬件资源

因为 Docker 的独立特性是通过 Linux 内核的 namespaces 来实现的,所以容器的应用进程其实还是运行在宿主内核中,容器中只包含了必要的运行依赖,而不是像传统虚拟机一样需要先模拟一套完整的操作系统。 所以 Docker 能够同时保证容器独立、以及启动运行效率,一个主机上可以稳定运行多个容器,从而更高效地利用硬件资源。

参考

  1. https://docs.docker.com/
  2. https://docs.docker.com/get-started/overview/
  3. Docker — 从入门到实践
  4. Docker 入门教程
上次更新: 7/4/2021, 9:05:31 AM