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Docker基础2

安装

Docker Desktop for windows方式,其实质是利用docker的C/S架构,将windows模式下的docker对应docker.sock,docker客户端二进制和docker的数据目录挂载到WSL2里面的linux机器,在此linux机器下执行docker命令(docker命令为docker客户端)

实质为客户端通过 挂载的/var/run/docker.sock文件与windows里面的dockerd服务端进程通信。如下图,我们在linux下重新启动linux下dockerd进程,linux模式下下载的busybox镜像又可以看到了,/var/run/docker.sock的时间戳也被更新了,此时客户端通过/var/run/docker.sock文件与linux下的dockerd服务端通信

  • Docker 启动快速属于秒级别。虚拟机通常需要几分钟去启动。
  • Docker 需要的资源更少。Docker 在操作系统级别进行虚拟化,Docker 容器和内核交互,几乎没有性能损耗,性能优于通过 Hypervisor 层与内核层的虚拟化。
  • Docker 更轻量。Docker 的架构可以共用一个内核与共享应用程序库,所占内存极小。同样的硬件环境,Docker 运行的镜像数远多于虚拟机数量,对系统的利用率非常高。
  • 与虚拟机相比,Docker 隔离性更弱。Docker 属于进程之间的隔离,虚拟机可实现系统级别隔离。
  • 安全性。Docker 的安全性也更弱,Docker 的租户 Root 和宿主机 Root 等同,一旦容器内的用户从普通用户权限提升为 Root 权限,它就直接具备了宿主机的 Root 权限,进而可进行无限制的操作。
  • 虚拟机租户 Root 权限和宿主机的 Root 虚拟机权限是分离的,并且虚拟机利用如 Intel 的 VT-d 和 VT-x 的 ring-1 硬件隔离技术。
  • 这种隔离技术可以防止虚拟机突破和彼此交互,而容器至今还没有任何形式的硬件隔离,这使得容器容易受到攻击。
  • 可管理性。Docker 的集中化管理工具还不算成熟。各种虚拟化技术都有成熟的管理工具,例如 VMware vCenter 提供完备的虚拟机管理能力。
  • 高可用和可恢复性。Docker 对业务的高可用支持是通过快速重新部署实现的。
  • 虚拟化具备负载均衡,高可用,容错,迁移和数据保护等经过生产实践检验的成熟保障机制, VMware 可承诺虚拟机 99.999% 高可用,保证业务连续性。
  • 快速创建、删除。虚拟化创建是分钟级别的,Docker 容器创建是秒级别的,Docker 的快速迭代性,决定了无论是开发、测试、部署都可以节约大量时间
  • 交付、部署。虚拟机可以通过镜像实现环境交付的一致性,但镜像分发无法体系化。Docker 在 Dockerfile 中记录了容器构建过程,可在集群中实现快速分发和快速部署。

Docker局限性

Docker用于应用程序时是最有用的,但并不包含数据。日志、数据库等通常放在Docker容器外。一个容器的镜像通常都很小,不用和存储大量数据,存储可以通过外部挂载等方式使用,比如:NFS、ipsan、MFS等 ,或者docker命令 ,-v映射磁盘分区。总之,docker只用于计算,存储交给别人。

Docker 特性

  • 文件系统隔离:每个进程容器运行在一个完全独立的根文件系统里。
  • 资源隔离:系统资源,像CPU和内存等可以分配到不同的容器中,使用cgroup。
  • 网络隔离:每个进程容器运行在自己的网路空间,虚拟接口和IP地址。
  • 日志记录:Docker将收集到和记录的每个进程容器的标准流(stdout/stderr/stdin),用于实时检索或者批量检索
  • 变更管理:容器文件系统的变更可以提交到新的镜像中,并可重复使用以创建更多的容器。无需使用模板或者手动配置。
  • 交互式shell:Docker可以分配一个虚拟终端并且关联到任何容器的标准输出上,例如运行一个一次性交互shell。

由于容器的定义并没有提及是否要运行容器,所以实际上,容器 = 镜像 + 读写层。

Docker 架构和工作原理

Docker 使用 C/S 结构,即客户端/服务器体系结构。Docker 客户端与 Docker 服务器进行交互,Docker服务端负责构建、运行和分发 Docker 镜像。

Docker 客户端和服务端可以运行在一台机器上,也可以通过 RESTful 、 Stock 或网络接口与远程 Docker 服务端进行通信。

工作原理

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连接从客户端访问,守护进程从客户端接受命令并管理运行在主机上的容器。容器,是一个运行时环境,就是我们前面说到的集装箱。

Docker 技术的三大核心概念,分别是:

镜像 Image

Docker 镜像是一个只读的模板,可以用来创建 Docker 容器。镜像包含了操作系统、应用程序和所有的依赖文件,可以看作是一个虚拟机的快照。用户可以基于现有的镜像创建新的镜像,并在其中安装和配置应用程序。

容器 Container

Docker 容器是镜像运行时的实例,是一个隔离的进程空间。容器包含了运行应用程序所需要的所有文件和设置,但与虚拟机不同的是,容器与主机系统共享操作系统内核。这使得容器非常轻量化,启动和停止也非常快速。

仓库 Repository

Docker 仓库是用来存放 Docker 镜像的地方,类似于代码仓库。Docker Hub 是 Docker 官方提供的公共仓库,可以在其中找到大量的开源镜像。用户也可以在私有环境中搭建自己的仓库,用于存储和共享自己的镜像。

二者区别 images和container

images跟平常使用的虚拟机的镜像,相当于一个模版 而container则是images运行时的的状态。

docker对于运行过的image都保留一个状态(container),可以使用命令

docker ps 来查看正在运行的container
docker ps -a 对于已经退出的container

如果你退出了一个container而忘记保存其中的数据,可以使用docker ps -a来找到对应的运行过的container使用docker commit命令将其保存为image然后运行。

image被某个container引用(拿来运行),如果不将这个引用的container销毁(删除),那image肯定是不能被删除。

例子

执行命令 "docker run hello-world" 会先从 Docker Hub 上下载 "hello-world" 镜像(如果本地没有),然后在该镜像的基础上创建一个新的容器,并在容器内部运行 "hello-world" 应用程序。因此,在这个命令执行完成之后,"hello-world" 是镜像,而创建的容器则是运行中的容器实例。

Docker 的核心组件包括:

  • Docker Client

  • Docker Daemon

  • Docker Image

  • Docker Registry

  • Docker Container

Docker Client

Docker 客户端。Docker 提供命令行界面(CLI)工具,是许多 Docker 用户与 Docker 进行交互的主要方式。 最常用的 Docker 客户端就是 Docker 命令,我们可以通过 Docker 命令很方便地在 Host 上构建和运行 Docker 容器。

Docker Daemon

Docker Daemon 是服务器组件,以 Linux 后台服务的方式运行,是 Docker 最核心的后台进程,我们也把它称为守护进程。

它负责响应来自 Docker Client 的请求,然后将这些请求翻译成系统调用完成容器管理操作。

该进程会在后台启动一个 API Server ,负责接收由 Docker Client 发送的请求,接收到的请求将通过 Docker Daemon 内部的一个路由分发调度,由具体的函数来执行请求。

Docker Image

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)。

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(Image)就是一堆只读层(read-only layer)的统一视角

Docker 镜像可以看作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)。

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。我们可将 Docker 镜像看成只读模板,通过它可以创建 Docker 容器。

镜像有多种生成方法:

  • 从无到有开始创建镜像
  • 下载并使用别人创建好的现成的镜像
  • 在现有镜像上创建新的镜像
  • 可以将镜像的内容和创建步骤描述在一个文本文件中,这个文件被称作 Dockerfile ,通过执行 docker build命令可以构建出 Docker 镜像。

Docker Registry

Docker Registry 是存储 Docker Image 的仓库,运行 docker push、docker pull、docker search 时,实际上是通过 Docker Daemon 与 Docker Registry 通信。

Docker Container

Docker 容器就是 Docker 镜像的运行实例,是真正运行项目程序、消耗系统资源、提供服务的地方。

Docker Container 提供了系统硬件环境,我们可以使用 Docker Images 这些制作好的系统盘,再加上我们所编写好的项目代码,Run 一下就可以提供服务。