什么是container(容器)?

容器是一种快速的打包技术

Package Software into Standardized Units for Development, Shipment and Deployment

  • 标准化
  • 轻量级
  • 易移植

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Linux Container容器技术的诞生(2008年)就解决了IT世界里“集装箱运输”的问题。Linux Container(简称LXC)它是一种内核轻量级的操作系统层虚拟化技术。Linux Container主要由Namespace和Cgroup两大机制来保证实现

  • Namespace命名空间主要用于资源的隔离
  • Cgroup就负责资源管理控制作用,比如进程组使用CPU/MEM的限制,进程组的优先级控制,进程组的挂起和恢复等等。

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容器的标准化

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在2015年,由Google,Docker、红帽等厂商联合发起了OCI(Open Container Initiative)组织,致力于容器技术的标准化

容器运行时标准 (runtime spec)

简单来讲就是规定了容器的基本操作规范,比如如何下载镜像,创建容器,启动容器等。

容器镜像标准(image spec)

主要定义镜像的基本格式。

容器是关乎“速度”

  • 容器会加速你的软件开发
  • 容器会加速你的程序编译和构建
  • 容器会加速你的测试
  • 容器会速度你的部署
  • 容器会加速你的更新
  • 容器会速度你的故障恢复

什么是Docker?

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Docker学习的参考地址:

官方介绍

We help developers and development teams build and ship apps.

  • 翻译:我们帮助开发人员及开发团队构建和发布应用

We have a complete container solution for you - no matter who you are and where you are on your containerization journey.

  • 翻译: 我们为你提供了一个完整的容器解决方案,不管你是谁,不管你在哪,你都可以开始容器的的旅程

总结: docker是一个容器技术,应用容器技术!

Docker的起源

Docker 最初是 dotCloud 公司创始人 Solomon Hykes 在法国期间发起的一个公司内部项目,它是基于 dotCloud 公司多年云服务技术的一次革新,并于 2013 年 3 月以 Apache 2.0 授权协议开源,主要项目代码在 GitHub 上进行维护。Docker 项目后来还加入了 Linux 基金会,并成立推动 开放容器联盟(OCI)。

Docker 自开源后受到广泛的关注和讨论,至今其 GitHub 项目 已经超过 5 万 7 千个星标和一万多个 fork。甚至由于 Docker 项目的火爆,在 2013 年底,dotCloud 公司决定改名为 Docker。Docker 最初是在 Ubuntu 12.04 上开发实现的;Red Hat 则从 RHEL 6.5 开始对 Docker 进行支持;Google 也在其 PaaS 产品中广泛应用 Docker。

Docker 使用 Google 公司推出的 Go 语言 进行开发实现,基于 Linux 内核的 cgroup,namespace,以及 OverlayFS 类的 Union FS 等技术,对进程进行封装隔离,属于操作系统层面的虚拟化技术。由于隔离的进程独立于宿主和其它的隔离的进程,因此也称其为容器。

为什么是Docker

  • 在开发的时候,在本机测试环境可以跑,生产环境跑不起来

    这里我们拿java Web应用程序举例,我们一个java Web应用程序涉及很多东西,比如jdk、tomcat、mysql等软件环境。当这些其中某一项版本不一致的时候,可能就会导致应用程序跑不起来这种情况。Docker则将程序以及使用软件环境直接打包在一起,无论在那个机器上保证了环境一致。

    优势1: 一致的运行环境,更轻松的迁移

  • 服务器自己的程序挂了,结果发现是别人程序出了问题把内存吃完了,自己程序因为内存不够就挂了

    这种也是一种比较常见的情况,如果你的程序重要性不是特别高的话,公司基本上不可能让你的程序独享一台服务器的,这时候你的服务器就会跟公司其他人的程序共享一台服务器,所以不可避免地就会受到其他程序的干扰,导致自己的程序出现问题。Docker就很好解决了环境隔离的问题,别人程序不会影响到自己的程序。

    优势2:对进程进行封装隔离,容器与容器之间互不影响,更高效的利用系统资源

  • 公司要弄一个活动,可能会有大量的流量进来,公司需要再多部署几十台服务器

    在没有Docker的情况下,要在几天内部署几十台服务器,这对运维来说是一件非常折磨人的事,而且每台服务器的环境还不一定一样,就会出现各种问题,最后部署地头皮发麻。用Docker的话,我只需要将程序打包到镜像,你要多少台服务,我就给力跑多少容器,极大地提高了部署效率。

    优势3: 通过镜像复制N多个环境一致容器

Docker和虚拟机区别

虚拟机技术

虚拟机(Virtual Machine)指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。在实体计算机中能够完成的工作在虚拟机中都能够实现。在计算机中创建虚拟机时,需要将实体机的部分硬盘和内存容量作为虚拟机的硬盘和内存容量。每个虚拟机都有独立的CMOS、硬盘和操作系统,可以像使用实体机一样对虚拟机进行操作。

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虚拟机技术缺点:

  1. 虚拟机运行软件环境之前必须自身携带操作系统,本身很小的应用程序却因为携带了操作系统而变得非常大,很笨重
  2. 通过虚拟机在资源调度上经过很多步骤:另外在调用宿主机的CPU、磁盘等待这些资源的时候,以内存举例,虚拟机是利用Hypervisor去虚拟化内存,整个调用过程时:虚拟内存->虚拟物理内存->真正物理内存
  3. 因为流程较多,启动慢

容器化技术

容器技术:有效的将单个操作系统的资源划分到孤立的组中,以便更好的在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求,这种技术就是容器技术。

  • 容器化技术不是模拟的一个完整的操作系统

Docker的logo看容器技术:

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  • docker英语翻译过来是码头工人
  • docker的logo是一只鲸鱼,鲸鱼上有一个一个箱子,这些箱子代表着我们通过docker引擎启动一个一个软件环境MySQL,一个软件环境称之为一个容器,容器与容器之间隔离,互相之间不影响,对进程封装隔离,保持容器的独立性

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区别

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比较上面两张图,我们发现虚拟机是携带操作系统,本身很小的应用程序却因为携带了操作系统而变得非常大,很笨重。Docker是不携带操作系统的,所以Docker的应用就非常的轻巧。另外在调用宿主机的CPU、磁盘等等这些资源的时候,拿内存举例,虚拟机是利用Hypervisor去虚拟化内存,整个调用过程是虚拟内存->虚拟物理内存->真正物理内存,但是Docker是利用Docker Engine去调用宿主的的资源,这时候过程是虚拟内存->真正物理内存。

传统虚拟机 Docker容器
磁盘占用 几个GB到几十个GB左右 几十MB到几百MB左右
CPU内存占用 虚拟操作系统非常占用CPU和内存 Docker引擎占用极低
启动速度 (从开机到运行项目)几分钟 (从开启容器到运行项目)几秒
安装管理 需要专门的运维技术 安装、管理方便
应用部署 每次部署都费时费力 从第二次部署开始轻松简捷
耦合性 多个应用服务安装到一起,容易互相影响 每个应用服务一个容器,达成隔离
系统依赖 需求相同或相似的内核,目前推荐是Linux

Docker 的核心架构

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  • 镜像(image/images): 一个镜像代表一个应用环境,他是一个只读的文件,如 mysql镜像,tomcat镜像,nginx镜像等

    • 特点:只读
  • 容器(contrainer): 基于某个镜像运行一次就是生产一个程序实例,一个程序实例称之为一个容器

    • 特点:可读可写
  • 仓库(respiratory):用来存放镜像的位置,类似于maven仓库,也是镜像下载和上传的位置

  • dockerFile:docker生成镜像配置文件,用来书写自定义镜像的一些配置

  • tar:一个对镜像打包的文件,日后可以还原成镜像

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