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Docker入门(一)-- 基础概念与安装

Docker是什么

Docker最初是dotCloud公司的创始人Solomon Hyks在法国期间发起的一个公司内部项目,它是基于dotCloud公司多年云服务技术的一次革新,并于2013年3月以Apache 2.0授权协议开源,主要项目代码在GitHub上进行维护。Docker后来还加入了Linux基金会,并成立推动开放容器联盟(OCI)。

Docker是使用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AUFS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隔离的进程,因此也称其为容器。

Docker在容器的基础上,进行了进一步的封装,从文件系统,网络互联到进程隔离等等,极大简化了容器的创建和维护,使得Docker技术比虚拟化技术更轻便快捷。

Docker和传统虚拟机

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,与其他容器共享主机内核,而且也没有进行硬件虚拟,不占用比其他可执行文件更多的内存,从而使其更轻便。 相比之下,传统虚拟机技术是虚拟一套硬件后,在其上运行一个完整操作系统,并通过虚拟机管理程序对主机资源进行虚拟访问。通常,虚拟机会产生大量开销,超出了应用程序逻辑所消耗的开销。

Docker的优势:

  • 更高效的利用系统资源
  • 更快速的启动时间
  • 一致的运行环境
  • 持续的交付和部署
  • 更轻松的迁移
  • 更轻松的维护和扩展

对比传统虚拟机:

特性

容器

虚拟机

启动

妙级

分钟级

硬盘使用

一般为MB

一般为GB

性能

接近原生

较弱

系统支持量

单机支持上千容器

一般几十个

Docker架构

Docker使用客户端-服务器(C/S)架构。Docker客户端与Docker守护进程进行通话,该守护程序完成了构建,运行和分发Docker容器的繁重工作。Docker客户端和守护程序可以在同一系统上运行,也可以将Docker客户端连接到远程Docker守护程序。Docker客户端和守护程序在UNIX套接字或网络接口上使用REST API进行通信。

Docker的基本概念

Docker中最核心最基本的概念有三个镜像(Image),容器(Container),以及仓库(Repository)。

Docker镜像

我们知道,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,就相当于一个root文件系统。比如官方镜像centos:7.6就包含了完整的一套centos7.6最小的root文件系统。

Docker镜像(Image)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,其内容在构建后也不会被改变。

包含操作系统完整的root文件系统,其体积往往比较庞大,因此Docker设计时将其设计为分层存储的架构。镜像只是一个虚拟的概念,其实际体现并非由一个文件组成,而是由一组文件组成,或者说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,后一层上的任何东西改变只发生在自己这一层。在构建镜像的时候,需要格外小心,每一层尽量只包含该层需要添加的东西,任何额外的东西都需要在该层构建结束前清理掉。

分层存储的特征还使得镜像的复用,定制变得更为容易。甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层,然后进一步添加新的层,以定制自己需要的内容,构建新的镜像。

Docker容器

Docker容器(Container)其实就是Docker镜像运行时的实体。镜像和容器的关系,就像Java中的类和实例的关系。镜像是静态的定义,容器是动态的实例,可以被创建,启动,停止,删除等。

前面说过镜像是分层存储,容器也是如此。每一个容器运行时,是以镜像为基础,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。

容器存储层的生命周期和容器一样,随容器的消亡而消亡,因此任何保存在存储层的信息都会随容器的删除而丢失。

按照Docker最佳实践的要求,容器不应该向其存储层写入任何数据,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volume数据卷或者绑定宿主目录,在这些位置的读写会跳过容器存储层,直接对宿主进行读写,其性能和稳定性更高。

数据卷的生命周期独立于容器,容器消亡,数据卷不会消亡,因此使用数据卷后容器删除,数据不会丢失。

Docker仓库

Docker仓库(Registry)其实就是一个集中存储,分发镜像的服务。镜像构建完成后,可以很容易的在当前宿主机上运行,但是如果需要在其他服务器上使用这个镜像,我们就需要Docker Registry这样的服务。

一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像,而标签就常用于对应该软件的各个版本 。我们可以通过<仓库名>:<标签>的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签,将以latest作为默认标签。

Docker默认的仓库为Docker官方的仓库Docker Hub,拥有大量的高质量的官方镜像。国内一些云服务商也提供了类似的服务如阿里云,网易云等。

除了使用公开的仓库服务外,用户还可以在本地搭建私有Docker仓库 。Docker官方提供了Docker Registry镜像,可以直接使用。开源的Docker Registry镜像只提供了Docker Registry API的服务端实现,足以支持Docker命令,不影响使用。但不包含图形界面,以及镜像维护、用户管理、访问控制等高级功能,但在商业化版本中可以使用这些高级功能。

Docker版本的命名

Docker在1.13版本之后,从2017年的3月1号开始,版本命名规则如下:

项目

说明

版本格式

YY.MM

Stable版本

每个季度发行

Edge版本

每个月发行

Docker分为CE社区版和EE企业版。

CentOS安装Docker

系统要求:DockerCE支持64位版本的CentOS 7,并且要求内核版本不低于3.10。 卸载旧版本:较旧的 Docker 版本称为 docker 或 docker-engine 。如果已安装这些程序,请卸载它们以及相关的依赖项

$ sudo yum remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-engine

安装所需的软件包:

$ sudo yum install -y yum-utils \
  device-mapper-persistent-data \
  lvm2

设置稳定的仓库:

$ sudo yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

安装Docker CE:

$ sudo yum install docker-ce

使用脚本安装:在开发和测试环境中Docker官方为了简化安装的流程,提供了一套便捷的安装脚本,CentOS上可以直接使用这个脚本安装

$ curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
$ sudo sh get-docker.sh --mirror Aliyun

执行这个命令后,脚本就会自动的将一切准备工作做好,并且把Docker CE的Edge版本安装到系统中

启动Docker:

$ sudo systemctl enable docker  #设置开机启动
$ sudo systemctl start docker

建立docker用户组:默认情况下,docker命令会使用Unix Socket与Docker引擎通讯,而只有root用户和docker组用户才可以访问Docker引擎的Unix Socket。一般Linux系统上不会直接使用root用户进行操作,因此需要将使用docker的用户加入docker组。

$ sudo groudadd docker  # 建立docker组
$ sudo usermod -aG docker $USER  # 将当前用户加入docker组

测试Docker安装是否正确:

$ sudo docker run hello-word #启动一个基于hello-word镜像的容器

CentOS卸载Docker

删除docker安装包:

$ sudo yum remove docker-ce

删除Docker镜像:

$ sudo rm -rf /var/lib/docker

镜像加速

国内从Docker Hub拉取镜像时有时会遇到困难,此时可以配置镜像加速器。Docker官方和国内许多云服务商都提供了国内加速器服务,如:

  • Docker官方提供的中国registry mirror
  • 阿里云加速器
  • DaoCloud加速器
  • 163加速器

CentOS配置镜像加速

对于使用systemd的系统,可以在/etc/docker/daemon.json中写入以下内容(如果文件不存在可以直接创建)

{
  "registry-mirrors": [
    "http://hub-mirror.c.163.com"
  ]
}

重新启动服务生效:

$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl restart docker

本文分享自微信公众号 - Coding Diary(gh_7e1f05090980),作者:Joey

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2019-11-06

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