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Docker 相关知识

Docker 相关知识

作者: TimLi_51bb | 来源:发表于2020-12-06 13:08 被阅读0次

    VM(VMware)在宿主机器、宿主机器操作系统的基础上创建虚拟层、虚拟化的操作系统、虚拟化的仓库,然后再安装应用;

    Container(Docker容器),在宿主机器、宿主机器操作系统上创建Docker引擎,在引擎的基础上再安装应用。

    Startup:

    Docker在宿主机器的操作系统上创建Docker引擎,直接在宿主主机的操作系统上调用硬件资源,而不是虚拟化操作系统和硬件资源,所以操作速度快。

    这个其实安装一个ubuntu的虚拟机和拉取一个Docker的ubuntu镜像文件,运行一下就知道了,区别很明显,虚拟机开一下大概得2分多钟,而Docker只需要2秒钟

    1、Docker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(Image),就相当于是一个 root文件系统。比如官方镜像centos:latest 就包含了完整的一套centos:latest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(如匿名卷、环境变量、用户等)。

    2、分层存储

     镜像由多层文件系统联合组成。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已删除。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。

    3.容器(Container)

     镜像(Image)和容器(Container)有紧密的关系,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的命名空间。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,就好像是在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。也因为这种隔离的特性,很多人初学Docker时常常会混淆容器和虚拟机。

    前面讲过镜像使用的是分层存储,容器也是如此。每一个容器运行时,是以镜像为基础层,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。

      容器不应该向其存储层内写入任何数据,容器存储层要保持无状态化。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。

    Docker 镜像(Images) Docker 镜像是用于创建 Docker 容器的模板。

    Docker 容器(Container) 容器是独立运行的一个或一组应用。

    Docker 客户端(Client) Docker 客户端通过命令行或者其他工具使用 Docker API (https://docs.docker.com/reference/api/docker_remote_api) 与 Docker 的守护进程通信。Docker 主机(Host) 一个物理或者虚拟的机器用于执行 Docker 守护进程和容器。

    Docker 仓库(Registry) Docker 仓库用来保存镜像,可以理解为代码控制中的代码仓库。Docker Hub(https://hub.docker.com) 提供了庞大的镜像集合供使用。Docker Machine Docker Machine是一个简化Docker安装的命令行工具,通过一个简单的命令行即可在相应的平台上安装Docker,比如VirtualBox、 Digital Ocean、Microsoft Azure。

    Docker项目的目标是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案。Docker的基础是linux容器(LXC)等技术。

    镜像:是一个只读的模板,类似于安装系统用到的那个iso文件,我们通过镜像来完成各种应用的部署。镜像可以用来创建Docker容器

    容器:镜像类似于操作系统,而容器类似于虚拟机本身。它可以被启动、开始、停止、删除等操作,每个容器都是相互隔离的。可以把容器看做是一个简易版的linux环境(包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等)和运行在其中的应用程序。

    仓库:存放镜像的一个场所,仓库分为公开仓库和私有仓库。 最大的公开仓库是Docker hub(hub.docker.com),国内公开仓库(dockerpool.com)

    创建镜像

    创建镜像的方法有以下3种方式:

    (1)基于已有镜像的容器创建

    (2)基于本地模板导入

    (3)基于Dockerfile创建

    当使用docker run来创建并启动容器时,Docker在后台运行的标准操作:

    (1)检查本地是否存在指定的镜像centos,不存在就从公有仓库下载

    (2)利用镜像创建并启动一个容器

    (3)分配一个文件系统,并在只读的镜像层外面挂载一层可读写层

    (4)从宿主主机配置的桥接网络接口中桥接一个虚拟接口到容器中去

    (5)从地址池配置一个IP地址给容器

    (6)执行用户指定的应用程序

    (7)执行完毕后,容器被终止

    仓库(Repository)是集中存放镜像的地方。

    一个容易混淆的的概念是注册服务器(Registry)。实际上注册服务器是存放仓库的具体服务器,每个服务器上都有很多个仓库,而每个仓库下面都有多个镜像。从这方面来说,仓库可以认为是一个具体的项目或目录。例如对于仓库地址dl.dockerpool.com/centos来说,dl.dockerpool.com是注册服务器地址,centos是仓库名。

    仓库又分为公有仓库(public)和私有仓库(private)

    用户在使用Docker的过程中,往往需要能查看容器内应用产生的数据,或者需要把容器内的数据进行备份,甚至多个容器之间进行数据共享,这必然涉及到容器的数据管理操作。

    容器中管理数据主要有两种方式:

    (1)数据卷(Data Volumes)

    (2)数据卷容器(Data Volumes Dontainers)

    数据卷可以是一个可供容器使用的特殊目录。

    a.数据卷可以在容器中共享和重用

    b.对数据卷修改会立马生效

    c.对数据卷更新,不会影响镜像

    d.卷会一直存在,直到没有容器使用

    数据卷的使用,类似于Linux下对目录或文件进行mount操作

    在容器内创建一个数据卷

    在使用docker run命令的时候,使用-v标记可以在容器内创建一个数据卷,多次使用-v标记,可以创建多个数据卷。使用-v标记也可以指定本地的已有的目录到容器中作为数据卷。也就是映射宿主机目录到容器中去。这个功能在测试的时候十分方便,比如用户可以放置一些程序或数据到本地目录,然后再容器中运行和使用。另外,本地目录的路径必须是绝对路径,如果目录不存在,Docker会自行创建。

    使用Dokcerfile创建镜像

    Dockerfile是为了快速构建镜像

    Dockerfile由一行行命令语句组成,并且支持以#开头的注释行。

    从Dockerfile构建镜像

    理解 docker build 的工作原理。

    Docker 在运行时分为 Docker 引擎(也就是服务端守护进程)和客户端工具。Docker 的引擎提供了一组 REST API,被称为 Docker Remote API,而如 docker 命令这样的客户端工具,则是通过这组 API 与 Docker 引擎交互,从而完成各种功能。

    当我们进行镜像构建的时候,并非所有定制都会通过RUN指令完成,经常会需要将一些本地文件复制进镜像,比如通过 COPY 指令、ADD指令等。而 docker build命令构建镜像,其实并非在本地构建,而是在服务端,也就是Docker引擎中构建的。那么在这种客户端/服务端的架构中,如何才能让服务端获得本地文件呢?

    这就引入了上下文的概念。当构建的时候,用户会指定构建镜像上下文的路径,docker build命令得知这个路径后,会将路径下的所有内容打包,然后上传给Docker引擎。这样Docker引擎收到这个上下文包后,展开就会获得构建镜像所需的一切文件。

    实际上Dockerfile的文件名并不要求必须为Dockerfile,而且并不要求必须位于上下文目录中,比如可以用-f参数指定某个文件作为Dockerfile,当然,一般大家习惯性的会使用默认的文件名 Dockerfile,以及会将其置于镜像构建上下文目录中。

    docker的单主机网络

    1、host模式

    host模式,使用docker run时,使用--net=host指定docker使用的网络实际上和宿主机一样,启动容器的时候使用host模式,那么这个容器将不会获得一个独立的Network Namespace,而是和宿主机共用一个Network Namespace。容器将不会虚拟出自己的网卡,配置自己的IP等,而是使用宿主机的IP和端口。但是,容器的其他方面,如文件系统、进程列表等还是和宿主机隔离的。

    2、container模式

    container模式,使用--net=container:container_id/container_name多个容器使用共同的网络,这个模式指定新创建的容器和已经存在的一个容器共享一个Network Namespace,而不是和宿主机共享。新创建的容器不会创建自己的网卡,配置自己的IP,而是和一个指定的容器共享IP、端口范围等。同样,两个容器除了网络方面,其他的如文件系统、进程列表等还是隔离的。两个容器的进程可以通过lo网卡设备通信。

    3、none模式

    none模式,使用--net=none指定这种模式下,不会配置任何网络。使用none模式,Docker容器拥有自己的Network Namespace,但是,并不为Docker容器进行任何网络配置。也就是说,这个Docker容器没有网卡、IP、路由等信息。需要我们自己为Docker容器添加网卡、配置IP等。

    4、bridge模式

    bridge模式,使用--net=bridge指定默认模式,当Docker进程启动时,会在主机上创建一个名为docker0的虚拟网桥,此主机上启动的Docker容器会连接到这个虚拟网桥上。虚拟网桥的工作方式和物理交换机类似,这样主机上的所有容器就通过交换机连在了一个二层网络中。

    从docker0子网中分配一个IP给容器使用,并设置docker0的IP地址为容器的默认网关。在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备,Docker将veth pair设备的一端放在新创建的容器中,并命名为eth0(容器的网卡),另一端放在主机中,以vethxxx这样类似的名字命名,并将这个网络设备加入到docker0网桥中。可以通过brctl show命令查看。

    docker-compose的简介

    docker-compose作为dokcer的官方编排工具,它可以让用户通过编写一个简单的模板文件,快速地创建和管理基于docker容器的应用集群。实现对docker容器集群的快速编排。我们知道Dockerfile模板文件,可以让用户很方便地定义一个单独的应用容器。然而在日常工作中,经常会遇到需要多个容器相互配合来完成某项任务的情况。例如要实现一个web项目,除了web服务器容器本身,往往还需要加上后端的数据库服务容器,甚至还包括负载均衡容器等。

    而Compose正好可以满足这样的需求,它允许用户通过一个单独的docker-compose.yml模板文件(YAML格式)来定义一组相关联的应用容器作为一个项目(project)

    Compose中有2个重要的概念:

    (1)服务(service):一个应用的容器,实际上可以包含若干运行相同镜像的容器实例。

    (2)项目(project):由一组关联的应用容器组成的一个完成业务单元,在docker-compose.yml文件中定义

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