docker简单介绍

1. Docker是什么？
   Docker是一个开源的基于LXC技术之上构建的新一代容器引擎技术，它能够将应用程序打包成为一个轻量级容器当中，docker化的应用可以轻易的在各个环境中将它运行起来。在容器的基础上消除了环境的差异，从代码交付变成了容器交付。同时，基于docker hub你可以基于各式各样的镜像不断的扩展、组装、发布你的容器。docker整体基于go实现，源码地址在https://github.com/docker/docker
   Docker使用C/S的架构模式，架构示意图如下：

docker架构图.png
Docker Daemond，Docker服务的守护进程。在安装了Docker服务的环境上，都有一个相应的Docker守护进程在进行工作，它会具体进行容器、镜像管理的一系列操作。
Docker Client，Docker客户端，用户在操作docker时，并不是直接对容器、镜像等进行操作，而是需要通过docker客户端来与docker守护进程进行通讯，由docker的守护进程来进行实际的操作。即为docker命令。
Docker Registry，Docker的镜像仓库。对docker镜像进行存储的地方。
Docker Images，Docker镜像，每一个Docker镜像都是一个模板，我们可以基于Docker的镜像创建出相应的Docker容器。
Docker Container，Docker容器，实际承载应用程序的容器，每一个容器都是基于docker镜像生成。它有着相应的运行周期，包含了一个应用所需要的所有运行环境。
再简单描述下它们之间的关系，Docker Client会与Docker Daemon进行通讯。Docker Daemon接收到Docker Client发过来的指令后，会进行一系列容器的创建、运行、停止、删除等操作。当Docker Client需要基于某个镜像（如基础linux环境）建立起一个应用容器时，Docker Daemon会接收到这条命令，并先尝试从本地加载相应镜像，若没有，则前往远程的镜像仓库拉取。拉取下载一个linux镜像到本地，当你执行run命令后，docker会启动一个进程，同时会为该进程分配相应的文件系统、网络资源和进程组。另外，作为一个拥有28个参数的命令，它可以根据相应的参数来决定容器的运行方式、容器运行所能获取到的资源和网络配置等。这意味着一个linux镜像run出来的容器，当你的参数配置了支持前台运行时，那么你就可以在这个容器的shell中进行你想做的任何操作，比如搭建java的开发环境。当你对容器做完一系列操作后，你可以选择保存这个镜像，每一次保存都意味着一次commit，最终，你可以通过这个镜像id对外发布提交你的镜像。这里再提一下dockerfile，dockerfile的作用就在于我们可以根据这个文件生成一个自定义的镜像，一份dockerfile文件更像是对一个docker镜像的语言化描述。根据dockerfile的语法，基于一个基础镜像，之后的每一行代表一个执行指令，最终执行生成一个自定义的镜像。并可直接从该自定义镜像中创建容器。

2. Docker的一些核心技术。
   Docker的核心是一个在操作系统层面虚拟化的方法，它与虚拟机技术不同。在虚拟机技术中，是从底层往上的进行虚拟化，完全自己虚拟出了一个硬件平台，并在此之上可以搭建自己的操作系统。而docker则是依赖于宿主机的操作内核，属于操作系统级别的虚拟化，一些系统调用还是来源于宿主机，各个容器之间的隔离依赖于宿主机的各个进程之间的隔离。由于底层内核资源是共享的，因此相较与vm而言，可以节省出更多的资源。但是在隔离性上面，并不像vm这样实现了彻底的隔离。

3. 隔离技术
   对于docker的各个容器而言，他们是相互隔离，互不影响的。基于linux内核提供的namespace隔离的系统调用做了以下六个方面的隔离，首先先说说linux namespace。

个人对namespace的理解为，是linux自身的一种资源隔离机制。通过不同的namespace之间有着相应的资源隔离。被隔离开的资源只有在同一个namespace下才可见。同时我们可以使用clone方法在创建新进程时，我们可以指定是使用父进程的namespace，还是建立一个新的namespace。linxu启动时会创建一个namespace，可视为root namespace，之后可在该root namespace的基础上建立一系列的子namespace。 子namespace之间有着相应的资源隔离，仅能在namespace内互相可见。
因此，namespace有这几个特征： 1. 每个namespace都有自己pid=1的进程（类似linux的init进程）。 2. 每个namespace中的进程只能影响同一个namespace下的或子namespace中的进程。 3. 因为 /proc下能看到所有正在运行中的进程，因此，每一个container下的 /proc目录只能看到自己namespace的进程。 4. 因为namespace允许嵌套，父namespace可以影响子namespace的进程，所以子namespace的进程可以在父namespace中看到，但具有不同的pid（pid映射）

UTS隔离，该namespace隔离机制使得每个容器拥有独立的hostname和网络域名，使得该容器能够在网络被视为一个独立的节点

PID隔离，在linux系统下，不同的进程使用pid进行区分，而在不同的pid namespace下，则可以存在相同的pid。docker daemond与container在同一个namespace中（root namespace），而每一个container又单独维护一份 pid namespace。

IPC隔离，容器中进程间常用的通信方式有信号量、消息队列和共享内存。对于宿主机而言。容器中进程间的通信实际上为同一个pid namespace下的的进程间通信。每一个IPC namespace在新创建时会生成一个自己namespace的表示符，在后续申请IPC资源（进程交互时所需的资源）时，会带上该标识，使得该IPC资源自能在该namespace可见

Network隔离，提供了网络资源方面的隔离。每个net namespace有独立的network devices，IP Addresses，IP routing tables等，这样每个容器的网络就能隔离开，docker默认采用veth的方式将container中的虚拟网卡同host上的一个docker bridge： docker0连接在一起。 在docker server启动时，就会创建一个叫docker0的网桥，容器默认会连接到该网桥上。docker0的ip地址即为该server上所有容器的网关。docker内部有着自己的ip地址分配，但是我们可以通过自定义网桥的形式划分ip，使得容器和宿主机在同一网段上。
(eg1：veth pair是用于不同net namespace间的通信方式)
(eg2：host创建了一个虚拟的bridge，每个container对应一个虚拟网络设备，与bridge仪器构成了一个虚拟网络，并通过虚拟bridge的方式进行通信，整体结构如下)

网络图.jpg
(eg3: 如何实现容器之间的互连，1. 通过ip地址访问。2. 在docker run时通过 —link建立相应的hostname，通过hostname互相访问)
(eg4: 容器访问外网，默认网络模式与宿主机一致可直接访问外网)
(eg5: 外网访问容器，在run时通过配置将容器映射端口到宿主机，外网通过端口访问)

Mount隔离，通过对文件挂载点的隔离实现了对文件系统的隔离

User隔离，在新进程创建的新user namespace中可以拥有不同的用户和用户组。

2. AUFS文件系统
   AUFS是一种Union FS，它支持将不同的目录挂载到同一个虚拟文件系统下。AUFS将挂载到同一虚拟文件系统下的多个目录分别设置成read-only，read-write以及whiteout-able权限，写操作只能在read-write目录中进行。在容器生成挂载不同的目录时，会按照不同目录的增量关系，将每层增量关系不断的进行覆盖，最后在最上层挂载一个read-write。即在一个个镜像的基础上，不断的进行增量操作。在最顶层会挂载一个read-write的目录。每一个容器都是在它镜像的基础上，多覆盖一层read-write的目录。

3. cgroups
   cgroups是linux内核提供的一个可以限制、记录、隔离进程组所使用到的物理资源（CPU、内存、IO等）。