Docker原理及常见命令

一、docker简介

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言 并遵从 Apache2.0 协议开源。

Docker 通过 Linux 内核的 Namespace 技术实现了文件系统、进程、设备以及网络的隔离，然后再通过 Cgroups 对 CPU、 内存等资源进行限制，最终实现了容器之间相互不受影响，由于容器的隔离性仅仅依靠内核来提供，因此容器的隔离性也远弱于虚拟机

1、Docker namespace

命名空间是linux内核强大的特性，每个容器都有自己的命名空间，运行在其中的应用都是在独立操作系统中运行一样。命名空间保证了容器之间彼此互不影响

2、Docker CGroups

容器使用namespace来隔离运行环境，使得容器中的进程就像在一个独立的环境中运行，但是为了防止它占用太多的资源，于是Docker就通过使用Linux cgroups来限制容器中的进程允许使用的系统资源。

Linux Cgroup可以让系统中所运行任务(进程)的用户定义组分配资源—比如CPU时间、系统内存、网络带宽

3、Docker UnionFS

UnionFS全称union file system，即联合文件系统，要理解unionFS，我们首先需要先了解bootfs和rootfs。

按照docker官网上的说法，docker的文件系统分为两层:bootfs和rootfs：

• bootfs包含了bootloader和linux内核。用户是不能对这层作任何修改的。在内核启动之后，bootfs实际上会unmount掉。

  bootfs（boot file system）包含操作系统boot loader和linux内核kernel，用户不能修改这个文件系统，一旦linux启动成功后，整个linux内核加载进内存之后bootfs会被卸载掉，从而释放内存。同样的内核版本不同的linux发行版对应的bootfs都是一样的。

• rootfs则包含了一般系统上的常见目录结构，类似于/dev, /proc, /bin等等以及一些基本的文件和命令。

  rootfs（root file system）,linux系统在启动时，rootfs首先会被挂载为只读模式，然后再启动完成后被修改为读写模式。

4、AUFS

AUFS 即 Advanced UnionFS 其实就是 UnionFS 的升级版，它能够提供更优秀的性能和效率。

AUFS 作为先进联合文件系统，它能够将不同文件夹中的层联合（Union）到了同一个文件夹中，这些文件夹在 AUFS 中称作分支，整个『联合』的过程被称为联合挂载（Union Mount）

Docker最开始采用AUFS作为文件系统，也得益于AUFS分层的概念，实现了多个Container可以共享一个image。但是由于AUFS未并入Linux内核，且只支持Ubuntu，考虑到兼容性问题，在Docker 0.7 版本中引入了存储驱动，目前，Docker支持AUFS、Btrfs、Devicemapper、OverlayFS、ZFS五种存储驱动。

支持将不同目录挂载到同一个虚拟文件下的文件系统。这种文件系统可以一层一层地叠加修改文件。无论底下有多少层都是只读的，只有最上层的文件系统是可写的。当需要修改一个文件时，AUFS创建该文件的一个副本，使用CoW将文件从只读层复制到可写层进行修改，结果也保存在科协层。在Docker中，只读层就是image，可写层就是Container

5、Docker 镜像分层机制

Docker Image 是有一个层级结构的，最底层的 Layer 为 BaseImage（一般为一个操作系统的 ISO 镜像），然后顺序执行每一条指令，生成的 Layer 按照入栈的顺序逐渐累加，最终形成一个 Image


在系统启动时，Docker会首先一层一层的加载image，直到最下面的base image。而这些image都是只读的。

最后，在最上层添加可读写的一个容器， 这里存放着诸如unique id，网络配置之类的信息。

总之：dockers=LXC+AUFS

• LXC负责资源管理（包括cgroup，namespace，chroot等组件，并通过cgroup资源管理）；
• AUFS负责镜像管理；

一、Docker常见命令

1、帮助命令

docker version    # 显示docker的版本信息
docker info       #  显示docker的系统信息，包括镜像和容器的数量
docker --help     #  帮助命令

2、镜像命令

docker images # 查看所有本地的主机上的镜像

docker search # 搜索镜像

docker pull 镜像名称