Docker简介及及安装

最新推荐文章于 2024-08-15 09:30:00 发布

枫林残忆YCY

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分类专栏： Docker

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一、Docker简介

1.1 Docker概述

1.2 Docker容器技术和Vmware虚拟机的对比

2.5 Docker Registry仓库

三、Docker安装

3.1 Ubuntu安装Docker

1.安装前需检查内核版本（需高于3.10）

2.apt-get方式安装

3.测试docker版本

一、Docker简介

1.1 Docker概述

Docker是一个开源的应用容器引擎，使用Go语言编写。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容器中，然后发布到任何流行的linux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。几乎没有性能开销，可以很容易的在机器和数据中心中运行。最重要的是，他们不依赖于任何语言、框架或包装系统。

1.2 Docker容器技术和Vmware虚拟机的对比

容器是一个应用层抽象，用于将代码和依赖资源打包在一起，多个容器可以在同一台机器上运行，共享操作系统内核，但各自作为独立的进程在用户空间中运行，不占用任何其他可执行文件的内存，是一个轻量级程序。与虚拟机相比，容器占用的空间较少（容器镜像大小通常只有几十兆），瞬间（秒级）即可完成启动。

虚拟机（VM）是一个物理硬件层抽象，运行一个完整的客户操作系统。用于将一台服务器变成多态服务器，管理程序允许多个VM在一台机器上运行，每个VM都包含一整套操作系统，一个或多个应用，必要的二进制文件和库资源，因此占用大量空间，而且VM启动也十分缓慢。

1.3 Docker容器相关技术

Docker是基于Linux内置的Namespace和Cgroups等系统内隔离机制而抽象出来的一种轻虚拟化技术。

Docker使用的容器技术依赖于Linux内核特性：Nmamespaces和Cgroups（Control）。

1.3.1 Namespaces命名空间

Namespaces是很多编程语言都包含了命名空间的概念，可以认为命名空间是一种封装的概念，封装本身实现的是代码隔离。

在操作系统中，命名空间提供了系统资源（包括进程、文件系统和网络等）的隔离，实现轻量级虚拟化服务。在同一个命名空间下的进程可以感知彼此的变化，而不同命名空间的进程一无所知。这样，就可以让容器中的进程产生一种错觉：仿佛自己置身于一个独立的系统环境中，以此达到独立和隔离的目的。

Namespace使用了五种命名空间：

PID（Process ID）：提供进程隔离
NET（Network）：用来管理网络接口
IPC（Inter Process Commun）：用来管理跨进程通信的访问
MNT（Mount）：用来管理挂载点，也就是文件系统相关的隔离
UTS（Unix Timesharing System）：用来隔离内核和版本标识

1.3.2 Cgroups控制组

Cgroups是Linux内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组所使用的物理资源的机制。Cgroups就是为实现容器技术而生。

Cgroups作用

用来提供资源限制（比如Memery子系统可以为进程组设定一个内存使用的上限，一旦进程组使用的内存达到了限额，再申请内存就会触发OOM的消息）
优先级设定：通过分配的CPU时间片数量及硬盘IO带宽大小，实际上就相当于控制了进程运行的优先级
资源统计：可以计算系统的资源使用量，如CPU使用时长、内存用量等等，非常适用于计费系统
进程控制：可以对进程组执行挂起、恢复等操作

二、docker核心概念

Docker Client客户端
Docker Daemon守护进程
Docker Image镜像
Docker Container容器
Docker Registry仓库

2.1 Docker架构

Docker使用C/S架构。Docker客户端向Docker服务端（也就是Docker守护进程）发出请求，守护进程处理完所有的工作并返回结果。Docker客户端对守护进程的访问既可以在本地，也可以通过远程来访问。

Remote API：Restful风格API，支持STDIN、STDOUT、STDERR来进行通讯与交互

客户端和服务端通过socket进行连接。有三种连接方式：unix:///var/run/docker.sock（默认）、tcp://host:post、fd://socketfd

2.2 Images镜像

镜像是Docker容器的基石，容器基于镜像启动和运行。

Docker镜像是一个层叠的只读文件系统，最低端为一个引导文件系统（即bootfs），Docker用户几乎永远不会和引导文件有交互。实际上，当一个容器启动后，它将被移动到内存中，而引导文件系统则会被卸载。

Docker镜像的第二层为root文件系统（rootfs）。它位于引导文件系统之上。root文件系统可以是一种或多种的操作系统，如Ubuntu、CentOS，在传统的Linux引导过程中，root文件系统会最先以只读的方式加载。当引导结束并完成了完整性检查后，它才会被切换为读写模式。但是在Docker里，root文件系统永远只能是只读状态，并且Docker利用联合加载技术，又会在root文件系统之上加载更多的只读文件系统。

union mount（联合加载技术）指一次同时加载多个只读文件系统到root文件系统之上，但在外围只能看到一个文件系统。联合加载会将各层文件系统叠加到一起，让最终的文件系统会包含所有的底层文件和目录。Docker将这样的文件系统称为镜像。

一个镜像可以放到另一个镜像的顶部，下面的镜像称为父镜像，最底部的镜像称为基础镜像，也就是root文件系统。

2.3 Container容器

Docker容器通过镜像来启动。容器中可以运行客户的一个或多个进程。

当一个容器启动时，Docker会在该镜像的最顶层加载一个读写文件系统（也就是一个可写的文件层）。在Docker中运行的程序就是在这个层中进行执行的。当Docker第一次启动一个容器时，初始的读写层是空的。当文件系统发生变化时，这些变化都会应用到这一层上。比如，如果向修改一个文件，这个文件首先会从该读写层下面的只读层复制到该读写层，该文件的只读版本依然存在，但是已经被读写层中的该文件副本所隐藏，这是Docker的一个重要机制：写时复制。

每个只读镜像层都是只读的，并且以后永远不会变化。当创建一个新容器时，Docker会构建出一个镜像站，就像图中所表现的，在栈的最顶层，添加可写层，这个读写层加上下面的镜像层以及一些配置数据就构成了容器。