【Docker】Docker容器与虚拟机的对比、三要素、架构和镜像加速器的详细讲解

Dear 丶 2024-04-17 10:12 27阅读 0赞

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> 前言：Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个`轻量级、可移植`的容器中，然后发布到任何流行的 `Linux系统` 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app）,更重要的是容器性能开销极低。

#### Docker容器与虚拟机的对比、三要素、架构和镜像加速器的详细讲解 ####

*  Docker与虚拟机的对比
 *  Docker的三要素（镜像、容器、仓库）
 *   *  Image（镜像）一个只读的文件系统
     *  Container（容器）一个独立运行的应用程序的实例
     *  Repository（仓库）保存镜像统一存储的位置
 *  Docker的架构及其工作原理
 *  Docker的镜像加速器的配置

## Docker与虚拟机的对比 ##

Docker与虚拟机在几个方面有所不同。首先，磁盘空间使用方面，Docker的镜像层一般很小，只有几十KB，而虚拟机则通常以GB为单位。

*  在`性能`方面，Docker依附于宿主机，所以性能接近宿主机，而虚拟机相对于原主机来说性能较差。\[1\]再者，资源利用率方面，Docker的资源利用率较高，而虚拟机的资源利用率较低。
 *  `隔离性`方面，Docker和虚拟机都具有安全隔离的特性。
 *  Docker直接在宿主机内核上运行，而虚拟机运行在隔离层Hypervisor上。
 *  Docker可以同时运行`上千`个容器，而虚拟机相对较厚重，最多只能启动`几十`个。
 *  在运行速度方面，Docker优于虚拟机，Docker容器的启动和停止可以在`秒级`实现，而传统的虚拟机方式要慢得多。

> 总的来说，Docker作为一种轻量级的虚拟化方式，在运行应用上具有显著的优势，`启动速度快，对系统资源需求少，指令简明，学习成本较低`。

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## Docker的三要素（镜像、容器、仓库） ##

> Docker中的三要素为：Image（镜像），Container（容器），Repository（仓库）。

### Image（镜像）一个只读的文件系统 ###

Docker中的镜像是`一个只读的文件系统`，它包含了运行一个容器所需的所有文件和配置。镜像可以通过扩展现有镜像来创建新的镜像。大多数镜像都是通过在基础镜像中安装和配置需要的软件来构建的。基础镜像是镜像栈的最底部，而位于下面的镜像称为父镜像。当从一个镜像启动容器时，Docker会在该镜像的最顶层加载一个读写文件系统，我们想在Docker中运行的程序就是在这个读写层中执行的。

基础镜像可以是任何可用的镜像文件，如果在Docker主机上找不到指定的镜像文件，Docker会从Docker Hub Registry上拉取所需的镜像文件。如果找不到指定的镜像文件，docker build会返回一个错误信息。

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### Container（容器）一个独立运行的应用程序的实例 ###

在Docker中，容器是指`一个独立运行的应用程序的实例`。每个容器都是在Docker引擎上运行的一个进程，它具有自己的文件系统、网络和进程空间。容器是通过Docker镜像创建的，镜像是一个只读的模板，包含了运行应用程序所需的所有文件和配置。容器可以被启动、停止、删除和重启，它们提供了一种轻量级、可移植和可扩展的方式来打包和部署应用程序。

在Docker中，容器的网络配置是通过Linux桥接实现的。在宿主机上虚拟一个Docker容器网桥(docker0)，当启动一个容器时，Docker会为容器分配一个IP地址，并将Docker网桥作为容器的默认网关。这样，同一宿主机上的容器可以通过容器的IP地址直接进行通信。Docker还提供了四种网络模式，包括桥接模式、主机模式、容器模式和无网络模式，以满足不同的网络需求。

> 综上所述，Docker中的容器是一个独立运行的应用程序实例，它具有自己的文件系统、网络和进程空间。容器是通过Docker镜像创建的，可以被启动、停止、删除和重启。容器的网络配置是通过Linux桥接实现的，同一宿主机上的容器可以通过容器的IP地址直接进行通信。此外，Docker还提供了不同的网络模式来满足不同的网络需求。

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### Repository（仓库）保存镜像统一存储的位置 ###

在Docker中，仓库（Registry）是`用来保存所有创建好的镜像统一存储的位置`。它分为`私有仓库`（Private Registry）和`公共仓库`（Public Registry）。公共仓库的名字是Docker Hub，它是世界上最大的容器镜像存储库，包含了大量的镜像供使用。这些镜像可以是用户自己创建的，也可以是在别人的镜像基础上创建的。Docker Hub提供了免费的公共仓库供用户存储和共享镜像，同时也提供了私人仓库的订阅计划供用户选择。

> 对于私有仓库的搭建，可以通过以下步骤进行：

*  1.环境部署：准备好搭建私有仓库所需的环境。
 *  2.自建仓库：搭建私有仓库，可以使用Docker Registry来实现。
 *  3.使用TLS证书：生成TLS证书，以确保仓库的安全性。
 *  4.Nginx反向代理仓库：使用Nginx作为反向代理来提供更好的访问控制和性能。
 *  5.可视化私有仓库：可以使用一些可视化工具来管理和监控私有仓库的使用情况。

> 总结来说，Docker中的仓库是用来`存储和分发镜像`的地方，可以是公共仓库（如DockerHub）或私有仓库。私有仓库可以通过搭建自己的仓库来实现，并可以使用TLS证书和Nginx反向代理来增加安全性和性能。同时，还可以使用可视化工具来管理和监控私有仓库的使用情况。

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## Docker的架构及其工作原理 ##

Docker的架构由多个组件组成。其中，Docker Daemon是Docker架构的主体部分，它提供了Server的功能，可以接受Docker Client的请求。Docker Engine是Docker内部的执行引擎，它以Job的形式执行一系列工作。

> Docker架构中的其他主要模块包括：

*  1.Docker Client：作为用户与Docker交互的命令行工具或API。
 *  2.Docker Registry：用于存储和分发Docker镜像的中央仓库。公有的Docker Registry包括Docker Hub，用户可以通过互联网访问获取容器镜像。同时，Docker也支持构建本地私有的Docker Registry，以在内网环境中获取容器镜像。
 *  3.Graph：用于存储Docker镜像和容器的文件系统。它包含了镜像的各个层以及容器的文件系统变化。\[2\]  
    此外，Docker架构还包括Driver、libcontainer和Docker container等组件，它们在Docker的运行过程中发挥着重要的作用。

> 总结起来，Docker的架构由Docker Daemon、Docker Client、Docker Registry、Graph、Driver、libcontainer和Docker container等多个组件组成。Docker Daemon作为主体部分，接受Docker Client的请求并通过Docker Engine执行各种工作。Docker Registry用于存储和分发Docker镜像，可以是公有的Docker Hub或私有的本地Registry。Graph用于存储镜像和容器的文件系统。

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## Docker的镜像加速器的配置 ##

Docker的镜像加速器是用来加速Docker官方镜像的下载的工具。阿里云容器镜像服务ACR提供了官方的镜像站点，可以加速官方镜像的下载。

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> 要配置镜像加速器，可以按照以下步骤进行操作：

首先，在终端中输入命令：

sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF' {
         "registry-mirrors": ["https://mqkiky4e.mirror.aliyuncs.com"] } EOF

这将在/etc/docker/目录下创建一个名为daemon.json的文件，并将镜像加速器的地址配置为为"https://mqkiky4e.mirror.aliyuncs.com"。  
然后，重新加载配置文件，可以使用命令：

sudo systemctl daemon-reload

最后，重启Docker服务，可以使用命令：

sudo systemctl restart docker

`这样你大概率可能也许或许应该是就成功配置了Docker的镜像加速器`。

> 如果本文对大家有所帮助的话，还望各位能给我点赞、收藏并评论一下，感谢各位?！！！ 另如果大家有什么疑问或者建议的话，欢迎评论区留言。

那么，我们下期再见。

[Link 1]: https://blog.csdn.net/m0_75058342/article/details/130891424
[Link 2]: https://blog.csdn.net/h1727548/category_12342877.html?spm=1001.2014.3001.5482
[C_STL]: https://blog.csdn.net/h1727548/category_12319887.html?spm=1001.2014.3001.5482
[f9db18e097574581a821a17457f15086.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/15/6509a39bea644995ad5777dd6321eed9.png
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