Docker基本概念

Docker主要包含三个基本概念，分别是镜像、容器和仓库
镜像
操作系统分为内核和用户空间，对于Linux而言，内核启动后，会挂载root文件系统为其提供用户空间支持。而Docker镜像，就相当于root文件系统，比如官方镜像ubuntu:18.04 就包含了完整的一套 Ubuntu 18.04 最小系统的 root 文件系统。

Docker镜像是一个特殊的文件系统，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，如环境变量、用户等。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

镜像是包含操作系统完整的root文件系统，镜像只是一个虚拟的概念，实际体现并非一个文件组成，而是一组文件系统组成，或者说，由多层文件系统联合组成。

镜像分层存储
镜像构建时，会一层层构建，前一层是后一层的基础，每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。比如，删除前一层文件的操作，实际不是真的删除前一层的文件，而是仅在当前层标记为该文件删除。在最终容器运行的时候，虽然不会看到这个文件，但是实际上该文件会一直跟随镜像。因此，在构建镜像的时候，需要额外小心，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。

分层存储的还使得镜像的复用、定制变得更为容易。甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层，然后进一步添加新的层，以定制自己所需的内容，构建新的镜像。

容器
镜像和容器的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。
容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立命名空间。因此容器可以拥有自己的root文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间，甚至自己的用户ID空间。容器内的进程是运行在一个隔离的环境里，使用起来，就好像是一个独立于宿主的系统下操作一样。这种特性使得容器封装的应用比直接在宿主运行更加安全。

镜像使用的是分层存储，容器也是一样，每一个容器运行时，是以镜像为基础，在其上创建一个当前容器的存储层，我们可以称这个为容器运行时读写而准备的存储层为 容器存储层

容器存储层的生存周期和容器一样，容器消亡时，容器存储层也会随之消亡。因此，任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失

按照Docker最佳实践的要求，容器不应该向其存储层写入任何数据，容器存储要保持无状态化。所有的文件写入操作，都应该使用数据卷（Volume）、或者 绑定宿主目录，在这些位置的读写会跳过容器存储层，直接对宿主（或网络存储）发生读写，其性能和稳定性更高。

数据卷的生存周期独立于容器，容器消亡，数据卷不会消亡，因此，使用数据卷后，容器删除或者重新运行之后，数据却不会丢失。

仓库
镜像构建完成后，可以很容易在当前宿主机上运行，但是如果需要在其它服务器上使用这个镜像，我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务，Docker Registry就是这样的服务。

一个Docker Registry中可以包含多个仓库，每个仓库包含多个标签，每个标签对应一个镜像。

通常，一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像，而标签就常用于对应该软件的各个版本。我们可以通过 <仓库名>:<标签> 的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签，将以 latest 作为默认标签。

以Ubuntu镜像为例，ubuntu 是仓库的名字，其内包含有不同的版本标签，如，16.04, 18.04。我们可以通过 ubuntu:16.04，或者 ubuntu:18.04 来具体指定所需哪个版本的镜像。如果忽略了标签，比如 ubuntu，那将视为 ubuntu:latest。

仓库名经常以 两段式路径 形式出现，比如 jwilder/nginx-proxy，前者往往意味着 Docker Registry 多用户环境下的用户名，后者则往往是对应的软件名。但这并非绝对，取决于所使用的具体 Docker Registry 的软件或服务。

Docker Registry 公开服务
Docker Registry 公开服务是开放给用户使用、允许用户管理镜像的 Registry 服务。一般这类公开服务允许用户免费上传、下载公开的镜像，并可能提供收费服务供用户管理私有镜像。

最常使用的Registry公开服务是官方的Docker Hub，这也是默认的Registry，并拥有大量的高质量官方镜像，由于某些原因，在国内访问这些服务可能会比较慢。国内的一些云服务商提供了针对 Docker Hub 的镜像服务（Registry Mirror），这些镜像服务被称为 加速器，使用加速器会直接从国内的地址下载Docker Hub的镜像，比直接从Docker Hub下载速度会提高很多

私有Docker Registry
除了使用公开服务外，用户还可以在本地搭建Docker Registry
开源的 Docker Registry 镜像只提供了 Docker Registry API 的服务端实现，足以支持 docker 命令，不影响使用。但不包含图形界面，以及镜像维护、用户管理、访问控制等高级功能。

Docker三剑客
docker-compose
Docker 镜像在创建之后，往往需要自己手动 pull 来获取镜像，然后执行 run 命令来运行。当服务需要用到多种容器，容器之间又产生了各种依赖和连接的时候，部署一个服务的手动操作是令人感到十分厌烦的。

dcoker-compose 技术，就是通过一个 .yml 配置文件，将所有的容器的部署方法、文件映射、容器连接等等一系列的配置写在一个配置文件里，最后只需要执行 docker-compose up 命令就会像执行脚本一样的去一个个安装容器并自动部署他们，极大的便利了复杂服务的部署。

docker-machine
Docker 技术是基于 Linux 内核的 cgroup 技术实现的，那么问题来了，在非 Linux 平台上是否就不能使用 docker 技术了呢？答案是可以的，不过显然需要借助虚拟机去模拟出 Linux 环境来。

docker-machine 就是 docker 公司官方提出的，用于在各种平台上快速创建具有 docker 服务的虚拟机的技术，甚至可以通过指定 driver 来定制虚拟机的实现原理（一般是 virtualbox）。

docker-swarm
swarm 是基于 docker 平台实现的集群技术，他可以通过几条简单的指令快速的创建一个 docker 集群，接着在集群的共享网络上部署应用，最终实现分布式的服务。