从docker介绍及其简介

1、引言

1.我本地代码运行没问题啊，可是别人机器运行不了，从而致使环境不一致的问题

2.那个兄弟又写死循环了，怎么这么卡，在多用户的操做系统下，会相互影响。

3. 天猫双十一的状况下，用户量暴涨，从而致使运维成本太高的问题

2、docker的由来

Docker 是一个开源项目，诞生于 2013 年初，最初是dotCloud 公司内部的一个业余项目。它基于 Google 公 司推出的 Go 语言实现。2013年3月，dotCloud公司的创始人之一，Docker之父，28岁的Solomon Hykes正式决定，将Docker项目开源。

听从了 Apache 2.0 协议，项目代码在 GitHub上进行 维护。Docker 自开源后受到普遍的关注和讨论，以致于 dotCloud公司后来都更名为 Docker Inc。Redhat已经 在其 RHEL6.5 中集中支持 Docker；Google 也在其 PaaS产品中普遍应用。Docker 项目的目标是实现轻量级的 操做系统虚拟化解决方案。 Docker 的基础是 Linux 容器（LXC）等技术。在 LXC 的基础上 Docker 进行了进一 步的封装，让用户不须要去关心容器的管理，使得操做更为简便。用户操做 Docker 的容器就像操做一个快速轻量级的虚拟机同样简单。Docker 可让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然 后发布到任何流行的 Linux 机器上，也能够实现虚拟化。容器是彻底使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口 （相似iPhone 的 app）,更重要的是容器性能开销极低。

3、为何要有docker？(why?)

先说docker是干啥用的。由于如今物理服务器是很强大的，咱们若是在一台物理机上只跑一个服务就浪费了。而同时跑不少服务他们之间又互相影响，好比一个服务出了内存泄漏把整个服务器的内存都占满了，其余服务跟着倒霉。因此要把每一个服务都必须隔离起来，让它们只使用本身那部分有限的CPU、内存、硬盘以及本身所依赖的软件包。在容器技术以前，这个最先是用的是虚拟机--------业界的网红。虚拟机技术的表明，是VMWare和OpenStack。因此，早先每一个服务之间是用虚拟机来实现隔离的,可是对资源有点浪费，因而就有了docker，一个机器上能够装十几个到几十个docker,他们共享操做系统核心，占用资源少，启动速度快，但又能提供资源（CPU、内存、磁盘等）的必定程度的隔离。

简单来讲就是，不一样的应用程序所依赖的环境不同，若是把他们依赖的软件都安装在一个服务器上，不只须要调试好久，并且可能会有冲突。

若是想把两个应用程序隔离起来，能够在服务器上建立不一样的虚拟机，不一样的虚拟机放不一样的应用，可是虚拟机的开销比较高。docker做为轻量级的虚拟机，是一个很好的工具。

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4、什么是docker？(what?)

引入：咱们知道，软件的依赖环境大体包括配置文件、代码、tomcat（web轻量应用服务器）、JDK（软件开发工具包）、操做系统

• IT 软件中所说的 “Docker” ，是指容器虚拟化技术，docker自己并非容器，而是用于支持建立和使用 Linux 容器的工具。

• 在实际应用中是软件部署的一种解决方案：做为一个软件集装箱化平台，可让开发者构建应用程序时，将它与其依赖环境一块儿打包到一个容器中，而后很容易地发布和应用到任意平台中也能够实现虚拟化，容器是彻底使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。同时，也提高计算机硬件资源的利用率。

  补充 说明：

  # 沙箱机制（Sandboxie）
  1、沙箱是什么？
  　　沙箱是一个虚拟系统程序，沙箱提供的环境相对于每个运行的程序都是独立的，并且不会对现有的系统产生影响，即沙箱提供一个限制该应用程序对系统资源的访问权限。
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  2、沙箱的应用
  　　（1）搭建测试环境。沙箱的应用只能访问本身的应用访问目录，而不能应用之间的资源进行共享，这样就造成了一个相对安全的机制，因为沙箱具备很是良好的独立性、隔离性，因此可以搭建一些具备高风险的软件进行测试。
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  　　（2）应用容器的利用，如Docker就是应用沙箱机制，这样使得应用组件通过Docker的封装，使得在项目的迁移、测试环境到生产环境的部署，保证了应用程序的运行环境保持一致性，同时也减小大量在环境搭建上的工做量。

示例

1. 首先，鲸鱼是操做系统。要交付的应用程序是各类货物，要将各类形状和尺寸不一样的货物放到大鲸鱼上，得考虑每件货物怎么安放（应用程序配套的环境），还得考虑货物和货物之间可否重叠起来（应用程序依赖的环境是否会冲突）。

2. 如今使用了集装箱（容器）把每件货物都放到集装箱里，这样大鲸鱼能够用一样地方式安放、堆叠集装了，省事省力。

3. 即：打包放到鲸鱼上，鲸鱼放到服务器上。也就是搭建（建立）=》运输（发送）=》运行：“build——ship——run”，这样在本身的电脑上怎么运行，在服务器上也会怎么运行。

用docker运行一个程序的过程：

去仓库把镜像拉到本地，而后用一条命令把镜像运行起来，变成容器。

5、docker的思想

集装箱：

• 会将全部须要的内容放到不一样的集装箱中，谁须要这些环境就直接拿到这个集装箱就能够

标准化

• 运输的标准化：docker有一个码头全部上传的集装箱都放在了这个码头上，当谁须要某一个环境，就直接指派大鲸鱼去搬运这个集装箱就能够了

• 命令的标准化：docker提供了一系列的命令，帮助咱们去获取集装箱等等操做,固然，也能够上传等操做

• 提供了REST的API:衍生出了不少的图形化界面，Rancher等

  • PS：REST API是一组关于如何构建Web应用程序API的架构规则、标准或指导，REST API遵循API原则的架构风格。REST是专门针对Web应用程序而设计的，其目的在于下降开发的复杂度，提升系统的可伸缩性。

隔离

• docker在运行集装箱内的内容时，会在linux的内核中单独的开辟一片空间，这片空间不会影响到其余程序

 

6、docker的核心

docker三大核心：镜像、容器、仓库

镜像:（Image）=>复制的程序

定义：Docker 镜像能够看做是一个特殊的文件系统（模板），除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）

做用：相似于虚拟机的快照，用来建立新的容器

特色：镜像不包含任何动态数据，其内容在构建以后也不会被改变。

容器:（Container）=>集装箱

• 镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例同样，镜像是静态 的定义，容器是镜像运行时的实体。容器能够被建立、启动、中止、删除、暂停等。

仓库: （Repository）=存放镜像的地方

用来保存镜像的仓库，控制版本，相似于git。当咱们构建好本身的镜像以后，须要存放在仓库中，当咱们须要启动一个镜像时，能够在仓库中下载下来。

7、docker的做用

• 解决运行环境不一致所致使的问题。这样就不会产生“本地运行没问题，可一到服务器上就不行了”的状况。

• 限定最大的cpu使用内存硬盘，这样就起到了隔离的做用，避免产生“一块代码产生死循环，把磁盘占满了，其它程序也挂了”的状况。

• 双11时扩展机器用,下降运维人员的成本。

总结：

docker的标准化让快速扩展，弹性伸缩变得简单

使用以前：

每次发布一个程序，都要走一遍如下的流程：

使用以后：

迁移的时候，只须要在新的服务器上启动须要的容器就能够了，

不管新旧服务器是不是同一类别的平台。这无疑帮助咱们节约了大量的宝贵时间，并下降部署过程出现问题的风险。

 

8、docker与虚拟机的比较

做为一个做为一种轻量级的虚拟化方式，Docker 在运行应用上跟传统的虚拟机的方式相比具备以下显著优点：

• Docker 容器启动很快，启动和中止能够实现秒级，相比传统的虚拟机方式（分钟级）要快速不少。

• Docker 容器对系统资源需求不多，一台主机上能够同时运行数千个 Docker 容器。

• Docker 经过相似 git 设计理念的操做来方便用户获取、分发和更新应用镜像，存储复用，增量更新。

• Docker 经过Dockerfile支持灵活的自动化建立和部署机制，能够提升工做效率，并标准化流程。

 

特性	容器	虚拟机
启动速度	秒级	分钟级
隔离级别	进程级	操做系统级别
隔离策略	CGroups	Hypervisor
性能	接近原生	较好
内存	MB级	GB级
系统资源	0~5%	5~15%
镜像储存	KB-MB	GB-TB
硬盘适应	MB级	GB级
集群规模	上万	上百
运行密度	单台主机支持上千个	单台主机支持几个
隔离性	安全隔离	彻底隔离
迁移	优秀	通常
高可用策略	弹性、负载、动态	备份、容灾、迁移

docker比VM快的缘由:

1. docker有着比虚拟机更少的抽象层

   • 因为docker不须要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 所以在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有明显优点

2. docker利用的是宿主机的内核，而不须要Centos

   • 所以当新建一个容器时,docker不须要和虚拟机同样从新加载这个操做系统内核 进而避免寻找、加载操做系统内核比较费时费资源的过程

3. 当新建个虚拟机时，虚拟机软件须要加载Centos这个新建过程是"分钟级别的"

   • docker因为直接利用宿主机的操做系统，则省略了这个个过程所以新建一个docker容器只须要"几秒钟"

9、docker与虚拟化

Docker 以及其余容器技术，都属于操做系统虚拟化范畴，操做系统细腻化最大的特色就是不须要额外的 supervisor 支持。Docker 虚拟化方式之因此有众多优点，跟操做系统虚拟化技术自身的设计和实现分不开。

传统方式是在硬件层面实现虚拟化，须要有额外的虚拟机管理应用和虚拟机操做系统层。Docker 容器时在操做系统层面实现虚拟化，直接复用本地主机的操做系统，所以更加轻量级。

虚拟机技术：

• 在一个操做系统之上运行 / 安装另外一种操做系统

• 应用程序, 操做系统和硬件三者之间的关系不变

缺点：

1. 资源占用多

2. 冗余步骤多

3. 启动慢(分钟级)

容器虚拟化技术：

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• 不是模拟一个完整的操做系统, 他是将软件运行所须要的全部资源打包到一个隔离的容器

• 只须要软件工做所须要的库资源和设置

• 所以系统变得高效轻量, 且能保证任何环境中软件都能始终如一的运行

10、docker的运行原理

docker的基本架构图：

低层原理

原理解析

• docker pull的时候，Docker damemon先在本地仓库中找，若是没有，再去中央仓库中拉取，拉取到本地仓库就行了。

• docker run的时候，也是先在本地仓库中找，若是有，直接放到容器里用。不然，去中央仓库中拉取。

docker的工做方式：

• Docker是一个Client-Server结构的系统

• Docker守护进程运行在主机上，而后经过Socket链接从客户端访问， 守护进程从客户端接受命令并管理运行在主机上的容器，而容器，就是一个运行时的环境

 

11、docker理念（在开发和运维之间的优点）：

docker的理念：一次构建到处运行

对于开发和运维人员来讲，最求之不得的效果可能就是一次建立和配置，以后能够在任意地方、任意时间让应用正常运行，而 Docker 偏偏能够实现这一中级目标。具体来讲，在开发和运维过程当中，Docker 具备如下几个方面的优点：

• 更快的应用交付和部署

  • 传统的应用开发完成后，须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

  • 使用Docker以后只须要交付少许容器镜像文件，在正式生产环境加载镜像并运行便可，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

• 更便捷的升级和扩缩容

  • 随着微服务架构和Docker的发展，大量的应用会经过微服务方式架构，应用的开发构建将变成搭乐高积木同样，每一个"Docker容"器将变成一块"积木"，"应用的升级将变得很是容易"

  • 当现有的容器不足以支撑业务处理时，可经过镜像运行"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

• 更简单的运维系统

  • 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彻底封装起来，不会由于底层基础架构和操做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，也能够经过测试环境的相同容器进行快速定位和修复

• 更高效的计算资源被利用

  • Docker是内核级虚拟化，其不像传统的虚拟化技术同样须要额外的Hypervisor支持,因此在一台物理机上"能够运行不少个容器实例"，可大大"提高物理服务器的CPU和内存的利用率"

12、docker总结：

• Docker自己并非容器，它是建立容器的工具，是应用容器引擎。

• Docker 是一个容器运行载体或称之为管理引擎

• image 文件生成的容器实例，自己也是一个文件，称为镜像文件

• 同一个 image 文件，能够生成多个同时运行的容器实例

• 一个容器运行一种服务，当咱们须要的时候，就能够经过docker客户端建立一个对应的运行实例，也就是咱们的容器

• 至于仓库，就是放了一堆镜像的地方，咱们能够把镜像发布到仓库中，须要的时候从仓库中拉下来就能够了

 

附赠宝典秘籍

如下是一些关于docker的参考资料，有兴趣的能够看看：

https://www.zhihu.com/question/28300645

http://blog.51cto.com/ganbing/2085769?from=timeline&isappinstalled=0

http://c.biancheng.net/view/3118.html

https://www.cnblogs.com/mrhelloworld/p/docker1.html