Docker系列一：初识docker

偏执的太偏执、 2022-09-13 05:29 210阅读 0赞

**目录**

一：什么是 Docker

二：为什么选择Docker

2.1：启动速度快

2.2：轻量级

2.3：更高效利用系统资源

2.4：安全性高

2.5：使用门槛低

2.6：一致的运行环境，更轻松的迁移

三：Docker容器与传统虚拟机的区别比较

四：Docker体系结构

五：Docker内部核心组件

5.1：namespace

5.2：CGroups

5.3：UnionFS

六：Docker应用场景

场景一：节省项目环境部署时间

场景二：环境一致性

场景三：持续集成

场景四：微服务

场景五：弹性伸缩

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# 一：什么是 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。

Docker早期版本实现是基于 LXC，从 0.7 版本以后开始去除 LXC，转而使用自行开发的libcontainer，从 1.11 版本开始，则进一步演进为使用 runC 和 containerd。

Docker的理念是将应用及依赖包打包到一个可移植的容器中，可发布到任意Linux发行版Docker引擎上。使用沙箱机制运行程序。程序之间相互隔离。

Docker的容器设计原则：一个容器一个服务，容器之间相互隔离

# 二：为什么选择Docker #

## 2.1：启动速度快 ##

Docker秒级启动，由于直接运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。

虚拟机分钟级启动

## 2.2：轻量级 ##

Docker镜像大小通常以M为单位，虚拟机以G为单位(以centos系统为例，docker镜像200M而虚拟机需要好几个G)

容器资源占用小，要比虚拟机部署更快速。

## 2.3：更高效利用系统资源 ##

容器共享主机内核，系统级虚拟化，占用资源少，没有Hypervisor层开销，容器性能基本接近物理主机；

虚拟机需要Hypervisor层支持，虚拟化一些设备，具备完整的GuestOS，虚拟化开销大，因而降低性能，没有容器性能好。

## 2.4：安全性高 ##

由于共享宿主机内核， 只是进程级隔离，因此隔离性和稳定性不如虚拟机，容器具有一定权限访问宿主机内核，存在一定安全隐患。还有docker防火墙的问题

## 2.5：使用门槛低 ##

虚拟机基于硬件的完全虚拟化，需要硬件CPU虚拟化技术支持；

容器共享宿主机内核，可运行在主流的Linux发行版，不用考虑CPU是否支持虚拟化技术。

## 2.6：一致的运行环境，更轻松的迁移 ##

开发过程中一个常见的问题是环境一致性问题。由于开发环境、测试环境、生产环境不一致，导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。而 Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境，确保了应用运行环境一致性，从而不会再出现「这段代码在我机器上没问题啊」 这类问题。

# 三：Docker容器与传统虚拟机的区别比较 #

传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统，在该系统上再运行所需应用进程；

容器内的应用进程直接运行于宿主的内核，容器内没有自己的内核，而且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更为轻便。

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<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 特性 </td> 
 <td> 容器 </td> 
 <td> 虚拟机 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 启动 </td> 
 <td> 秒级 </td> 
 <td> 分钟级 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 硬盘使用 </td> 
 <td> 一般为MB </td> 
 <td> 一般为GB </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 性能 </td> 
 <td> 接近原生 </td> 
 <td> 弱于 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 系统支持量 </td> 
 <td> 单机支持上千个容器 </td> 
 <td> 一般为几十个 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 四：Docker体系结构 #

通过下图可以得知， Docker 在运行时分为 Docker 引擎（服务端守护进程） 和 客户端工具 ，我们日常使用各种 docker 命令 ，其实就是在使用 客户端工具 与 Docker 引擎 进行交互。

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Docker是一个Client-Server结构的系统，Docker守护进程运行在主机上，然后通过Socket连接从客户端，守护进程从客户端接受命令并管理运行在主机上的容器

# 五：Docker内部核心组件 #

## 5.1：namespace ##

命名空间，Linux内核提供的一种对进程资源隔离的机制，例如进程、网络、挂载点等资源。

## 5.2：CGroups ##

控制组，Linux内核提供的一种限制进程资源的机制；例如CPU、内存等资源。

## 5.3：UnionFS ##

联合文件系统，支持将不同位置的目录挂载到同一虚拟文件系统，形成一种分层的模型。

# 六：Docker应用场景 #

## 场景一：节省项目环境部署时间 ##

1：单项目打包

2：整套项目打包

3：新开源技术试用

## 场景二：环境一致性 ##

## 场景三：持续集成 ##

## 场景四：微服务 ##

## 场景五：弹性伸缩 ##

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