〖Docker指南・Ⓓ¹・快速入门 〗

• 一、Docker漫谈
• • 1.1 docker是什么？
  • 1.2 为什么出现？
  • 1.3 docker理念
  • 1.4 虚拟机技术
  • 1.5 容器虚拟化技术
  • 1.6 docker与vm
  • 1.7 docker的意义
• 二、Docker安装
• • 2.1 安装须知
  • 2.2 Docker的基本组成
  • 2.3 docker架构图
  • 2.4 安装步骤
• 三、阿里云镜像加速
• 四、hello-world
• • 4.1 启动docker
  • 4.2 搜索hello-world镜像
  • 4.3 拉取镜像
  • 4.4 查看本地镜像
  • 4.5 运行本地镜像
• 五、run做了哪些事？
• 六、docker工作机制
• 七、为什么docker比较比VM快

一、Docker漫谈

Docker是一个解决了运行环境和配置问题，并且方便做持续集成以及有助于整体发布的容器虚拟化技术。

这里给大家放一张可爱的小图片，好好品一品。

1.1 docker是什么？

Docker诞生于2013年初，是基于Go语言实现的云开源项目。dotCloud公司出品（后改名为Docker Inc）。

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操作系统的机器上，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。

1.2 为什么出现？

一款产品从开发到上线，从操作系统，到运行环境，再到应用配置。作为开发+运维之间的协作我们需要关心很多东西，这也是很多互联网公司都不得不面对的问题，特别是各种版本的迭代之后，不同版本环境的兼容，对运维人员都是考验。

Docker之所以发展如此迅速，也是因为它对此给出了一个标准化的解决方案。

环境配置如此麻烦，换一台机器，就要重来一次，费力费时。很多人想到，能不能从根本上解决问题， 软件可以带环境安装？ 也就是说， 安装的时候，把原始环境一模一样地复制过来。开发人员利用 Docker 可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。

传统上认为，软件编码开发/测试结束后，所产出的成果即是程序或是能够编译执行的二进制字节码等(java为例)。而为了让这些程序可以顺利执行，开发团队也得准备完整的部署文件，让运维团队得以部署应用程式， 开发需要清楚的告诉运维部署团队，用的全部配置文件+所有软件环境。不过，即便如此，仍然常常发生部署失败的状况 。

Docker镜像的设计， 使得Docker得以打破过去「程序即应用」的观念。透过镜像(images)将作业系统核心除外，运作应用程式所需要的系统环境，由下而上打包，达到应用程式跨平台间的无缝接轨运作。

1.3 docker理念

Docker的主要目标是“Build，Ship and Run Any App,Anywhere”，也就是通过对应用组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理，使用户的APP（可以是一个WEB应用或数据库应用等等）及其运行环境能够做到 “一次构建，到处运行”。

Linux 容器技术的出现就解决了这样一个问题，而 Docker 就是在它的基础上发展过来的。将应用运行在 Docker 容器上面，而 Docker 容器在任何操作系统上都是一致的，这就实现了跨平台、跨服务器。 只需要一次配置好环境，换到别的机子上就可以一键部署好，大大简化了操作。

1.4 虚拟机技术

它可以在一种操作系统里面运行另一种操作系统，比如在Windows 系统里面运行Linux 系统。应用程序对此毫无感知，因为虚拟机看上去跟真实系统一模一样，而对于底层系统来说，虚拟机就是一个普通文件，不需要了就删掉，对其他部分毫无影响。这类虚拟机完美的运行了另一套系统，能够使应用程序，操作系统和硬件三者之间的逻辑不变。

虚拟机的缺点：

1. 资源占用多
2. 冗余步骤多
3. 启动慢

1.5 容器虚拟化技术

由于前面虚拟机存在这些缺点，Linux 发展出了另一种虚拟化技术：Linux 容器（Linux Containers，缩写为 LXC）。

Linux 容器不是模拟一个完整的操作系统 ，而是对进程进行隔离。有了容器，就可以将软件运行所需的所有资源打包到一个隔离的容器中。容器与虚拟机不同，不需要捆绑一整套操作系统，只需要软件工作所需的库资源和设置。系统因此而变得高效轻量并保证部署在任何环境中的软件都能始终如一地运行。

Docker改变了虚拟化的方式，使开发者可以直接将自己的成果放入Docker中进行管理。方便快捷已经是 Docker的最大优势，过去需要用数天乃至数周的任务，在Docker容器的处理下，只需要数秒就能完成。

随着云计算时代到来，使开发者不必为了追求效果而配置高额的硬件，Docker 改变了高性能必然高价格的思维定势。Docker 与云的结合，让云空间得到更充分的利用。不仅解决了硬件管理的问题，也改变了虚拟化的方式。

1.6 docker与vm

每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统 ，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。

1. 启动速度快
   启动虚拟机需要先启动虚拟机的操作系统，再启动应用，这个过程非常慢;
   而启动 Docker 相当于启动宿主操作系统上的一个进程。

2. 占用资源（占用磁盘空间）少
   虚拟机是一个完整的操作系统，需要占用大量的磁盘、内存和 CPU 资源，一台机器只能开启几十个的虚拟机。而 Docker 只是一个进程，只需要将应用以及相关的组件打包，在运行时占用很少的资源，一台机器可以开启成千上万个 Docker。

3. 更容易迁移
   提供一致性的运行环境。已经打包好的应用可以在不同的机器上进行迁移，而不用担心环境变化导致无法运行。

4. 更容易维护
   使用分层技术和镜像，使得应用可以更容易复用重复的部分。复用程度越高，维护工作也越容易。

5. 更容易扩展
   可以使用基础镜像进一步扩展得到新的镜像，并且官方和开源社区提供了大量的镜像，通过扩展这些镜像可以非常容易得到我们想要的镜像。

1.7 docker的意义

一次构建、到处运行

1. 更快速的应用交付和部署
   传统的应用开发完成后，需要提供一堆安装程序和配置说明文档，安装部署后需根据配置文档进行繁杂的配置才能正常运行。Docker化之后只需要交付少量容器镜像文件，在正式生产环境加载镜像并运行即可，应用安装配置在镜像里已经内置好，大大节省部署配置和测试验证时间。

2. 更便捷的升级和扩缩容
   随着微服务架构和Docker的发展，大量的应用会通过微服务方式架构，应用的开发构建将变成搭乐高积木一样，每个Docker容器将变成一块“积木”，应用的升级将变得非常容易。当现有的容器不足以支撑业务处理时，可通过镜像运行新的容器进行快速扩容，使应用系统的扩容从原先的天级变成分钟级甚至秒级。

3. 更简单的系统运维
   应用容器化运行后，生产环境运行的应用可与开发、测试环境的应用高度一致，容器会将应用程序相关的环境和状态完全封装起来，不会因为底层基础架构和操作系统的不一致性给应用带来影响，产生新的BUG。当出现程序异常时，也可以通过测试环境的相同容器进行快速定位和修复。

4. 更高效的计算资源利用
   Docker是内核级虚拟化，其不像传统的虚拟化技术一样需要额外的Hypervisor支持，所以在一台物理机上可以运行很多个容器实例，可大大提升物理服务器的CPU和内存的利用率。

二、Docker安装

2.1 安装须知

目前，CentOS 仅发行版本中的内核支持 Docker。

Docker 运行在 CentOS 7 上，要求系统为64位、系统内核版本为 3.10 以上。

Docker 运行在 CentOS-6.5 或更高的版本的 CentOS 上，要求系统为64位 、系统内核版本为 2.6.32-431 或者更高版本。

查看自己的内核：uname -r

2.2 Docker的基本组成

1. 镜像（image）
   Docker 镜像（Image）就是一个只读的模板。镜像可以用来创建 Docker 容器， 一个镜像可以创建很多容器 。
2. 容器（container）
   Docker 利用容器（Container）独立运行的一个或一组应用。 容器是用镜像创建的运行实例 。 它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。可以把容器看做是一个简易版的 Linux 环境 （包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。容器的定义和镜像几乎一模一样，也是一堆层的统一视角，唯一区别在于容器的最上面那一层是可读可写的。
3. 仓库（repository）
   仓库（Repository）是集中存放镜像文件的场所。
   仓库(Repository)和仓库注册服务器（Registry）是有区别的。仓库注册服务器上往往存放着多个仓库，每个仓库中又包含了多个镜像，每个镜像有不同的标签（tag）。 仓库分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式。 最大的公开仓库是 Docker Hub(https://hub.docker.com/) ， 存放了数量庞大的镜像供用户下载。国内的公开仓库包括阿里云 、网易云等 。

Docker 本身是一个容器运行载体或称之为管理引擎。

我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境，这个打包好的运行环境就似乎 image镜像文件，只有通过这个镜像文件才能生成 Docker 容器。

image 文件可以看作是容器的模板，Docker 根据 image 文件生成容器的实例，同一个 image 文件，可以生成多个同时运行的容器实例。

• image 文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为镜像文件。
• 一个容器运行一种服务，当我们需要的时候，就可以通过docker客户端创建一个对应的运行实例，也就是我们的容器
• 至于仓储，就是放了一堆镜像的地方，我们可以把镜像发布到仓储中，需要的时候从仓储中拉下来就可以了。

2.3 docker架构图

2.4 安装步骤

我这里用的linux系统为centos7

官网安装入口

1. 确定是否为centos7及以上版本：cat /etc/redhat-release
   

2. yum安装gcc相关
   yum -y install gcc
yum -y install gcc-c++

3. 卸载旧版本

yum remove docker \    docker-client \    docker-client-latest \    docker-common \    docker-latest \    docker-latest-logrotate \    docker-logrotate \    docker-engine

4. 安装需要的软件包
   yum install -y yum-utils

5. 设置stable镜像仓库
   yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

6. 更新yum软件包索引
   yum makecache fast

7. 安装DOCKER CE
   yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

8. 启动docker
   systemctl start docker

9. 版本
   docker version

10. 测试
    docker run hello-world

11. 停止docker
    systemctl stop docker

12. 卸载
    yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io
rm -rf /var/lib/docker
rm -rf /var/lib/containerd

三、阿里云镜像加速

1. 登录阿里云 —> 控制台 —> 弹性计算 —> 容器服务 —> 容器镜像服务
2. 如下操作，可获取加速器地址
   
3. 根据如下指令可配置加速器（必须按步操作）
   

四、hello-world

⚠️ 注意：这里可能会涉及到一些其他命令，笔者会在后面的章节对docker命令进行更加详细的讲解，大家只需要按部就班的做就可以，体验一下docker带来的便捷。

4.1 启动docker

4.2 搜索hello-world镜像

4.3 拉取镜像

4.4 查看本地镜像

4.5 运行本地镜像

五、run做了哪些事？

六、docker工作机制

Docker是一个Client-Server结构的系统，Docker守护进程运行在主机上， 然后通过Socket从客户端访问，DockerServer（守护进程）接受到DockerClient（客户端）的指令，就会执行这个命令。

守护进程管理运行在主机上的容器 。

容器，是一个运行时环境，就是我们前面说到的集装箱。

七、为什么docker比较比VM快

1. docker有着比虚拟机更少的抽象层。由于docker不需要Hypervisor实现硬件资源虚拟化,运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有明显优势。

2. docker利用的是宿主机的内核,而不需要Guest OS。因此,当新建一个容器时,docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。仍而避免引寻、加载操作系统内核返个比较费时费资源的过程,当新建一个虚拟机时,虚拟机软件需要加载Guest OS,返个新建过程是分钟级别的。而docker由于直接利用宿主机的操作系统,则省略了返个过程,因此新建一个docker容器只需要几秒钟。

Docker底层共用物理机的实际资源，而虚拟机需要模拟物理机的操作系统资源，所以Docker加载得更快，而虚拟机更慢。