Docker介绍

1. Docker 主要解决什么问题

　　Docker 对外宣称的是Build、Ship 和Run，Docker 要解决的核心问题就是快速地干这三件事情。它通过将运行环境和应用程序打包到一起，来解决部署的环境依赖问题，真正做到跨平台的分发和使用。而这一点和DevOps不谋而合，通过Docker可以大大提升开发、测试和运维的效率。在这个移动互联网的时代，如果一个工具能够节省人力，提升效率，必定会流行起来。

2. Docker 的历史

　　之前提到一家公司叫DotCloud，这家公司是一家法国的公司，最初也是提供PaaS服务的，他们提供了对多种语言的运行环境支持，如Java、Python、Ruby、Node.js等。但是，可能叫生不逢时吧，在PaaS 领域有太多的巨头和大企业了，有一天SolomonHykes（Docker之父）就召集了公司的哥儿几个来商量了一下，最后得出的结论是，如果要和那些大厂商硬干肯定是不行的，那么干脆就把他们做的项目Docker 开源了。即使赚不到钱，至少也在开源社区得到一个好名声。
　　因此，在2013 年3 月，Docker 正式以开源软件形式发布了。正是由于这次开源，让容器领域焕发了第二春，截至2015 年11 月，Docker 在GitHub 上收到了25600 个赞，超过6800 次克隆，以及超过1100 名的贡献者，成为20 个最具影响力的GitHub 开源项目。可以说，Docker 是继Linux 之后，最让人感到兴奋的系统层面的开源项目。据不完全统计，包括Docker 公司、Red Hat、IBM、Google、Cisco、亚马逊及国内的华为等，都在为它贡献代码。在美国，几乎所有的云计算厂商都在拥抱Docker 这个生态圈。

3. Docker 是什么

　　Docker 其实是容器化技术的其中一种实现，根据我们之前的介绍，容器化技术并不是最近才出现的，那为什么Docker 会如此的火爆呢？还是这个时代造就的，因为我们处在一个云计算发展异常迅猛的时代，而云计算又是所有移动互联网、IT，以及未来消费者行业的基础。从云计算服务的三层架构可以看出，传统的IaaS 层、虚拟机是基础组成部分，而虚拟机都是基于Hyper-V 架构的，也就是说，每一个虚拟机都会运行一个完整的操作系统，一个操作系统至少需要占用5GB 左右的磁盘空间，但是操作系统对于我们来说是完全无用的，我们关心的是虚拟主机所能提供的服务。因此，迫切需要轻量级的主机，那就是Docker 容器。我们可以看一下，Docker 和虚拟机的区别。

　　容器由于省去了操作系统，整个层级更简化，可以在单台服务器上运行更多的应用，而这正是IaaS 所需要的，可能5GB 左右的空间对你来说不是什么大事，但是如果需要对外提供成千上万的主机，那就是不得不考虑的问题，而这正是容器虚拟化要解决的问题。

容器和镜像

　　容器和镜像是Docker 最核心的部分，使用Docker 时实际就是在容器里面运行一个镜像，本节将分别对两者做介绍。

1. 什么是容器

　　很多用户在接触Docker 之初都会认为容器就是一种轻量级的虚拟机，但实际上，容器和虚拟机有非常大的区别。从根本形态上来看，容器其实就是运行在操作系统上的一个进程，只不过加入了对资源的隔离和限制。在学习操作系统时，都会学习什么是进程，简单地讲，进程就是一个运行的程序。传统上，在运行一个进程时，如果里面出现死循环，CPU 就会一下被占用完；如果出现内存泄露或者大内存分配，就可能会把系统的内存用完，这是因为默认进程间共用了CPU 和内存。但是这种不进行任何隔离的处理方式，就会遇到相互间干扰的问题，在企业级产品环境中，这一点是非常致命的，任何一个小程序都可能导致整个系统的不可用。因此，早在2006 年就出现了进程间的资源隔离技术，后来Linux 也同样有了类似的实现。最初，Linux 的容器技术是基于LXC 的，Docker 在易用性和稳定性方面做了很大改善，其三大核心功能就是CGroups、Namespace 和UnionFS。CGroups 技术用来限定一个进程的资源使用；在一个操作系统之上，用户ID、机器名等资源是全局的，运行的进程间都是访问同一份资源，为了达到隔离的目的，Linux 又出现了Namespace 技术用来划分不同的命名空间；而UnionFS 则是用来处理分层镜像的功能。

说明：LXC 是Docker 早期使用的技术，后来Docker 自行开发了libcontainer，二者都是对Linux 内核功能的封装。

　　在安装了Docker 的机器上，可以通过run 命令启动容器，并通过ps 命令查看已存在的容器。

2. 什么是镜像

　　容器是一个动态的概念，而镜像是一个相对静止的概念。简单来说，镜像就是容器中的文件系统。早在1980 年就出现了文件系统管理技术，那就是chroot 系统调用。通过该技术可以改变进程运行的工作目录，并将其限定在这个目录中，不过它只能做简单的隔离，而且存在安全隐患。因此，Docker 就使用了，注意不是设计了一个Layered FS，它把文件系统分成多个层，使多个容器间可以使用公共的部分。而镜像就是由Layered FS 组成的，并且它是只读的。当容器运行时，会在镜像之上再加上一层可读可写层。

说明：镜像除了包含文件系统，还集成了一部分容器运行的参数，可以将镜像看作容器的模板。

3. 容器和镜像的关系

　　容器和镜像是密切相关的，二者缺一不可，也是可以相互进行转换的。

　　Docker 的镜像最初是从官方的仓库拉取获得的，之后通过docker run 即可启动一个容器运行。当需要将容器转化为镜像时，可以通过docker commit 进行转化。
　　本文选自《Docker容器实战：原理、架构与应用》。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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