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<title>Docker系列（一） - 概念及入门 ·
CatsAction's blog
</title>
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<h1>
<a href="./dockerxi-lie-yi.html">
Docker系列（一）
<small class="subtitle">
概念及入门
</small>
</a>
</h1>
</header>
</div>
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<div class="span8 offset2 article-content">
<p>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AUFS类的UnionFS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。</p>
<h5>Docker和VM</h5>
<p>虚拟机本质是模拟出一台计算机，再在模拟的机器上运行其他系统。而容器只是对进程做了隔离和资源控制，直接运行于宿主的内核。下面表格简单对比了Docker和VM。</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th align="left">对比项</th>
<th align="left">Docker</th>
<th align="left">VM</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">是否需要模拟硬件</td>
<td align="left">不需要</td>
<td align="left">需要</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">是否拥有自己的内核</td>
<td align="left">Docker容器没有自己OS系统内核，运行于宿主系统内核之上</td>
<td align="left">VM上运行的系统独立于宿主OS系统，拥有自己的内核</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">是否可以运行不同于宿主的OS系统</td>
<td align="left">Docker的镜像准确的说不是OS，只是一个容器运行依赖的集合，即rootfs，依赖于宿主内核运行</td>
<td align="left">VM可以运行不同于宿主的OS系统，比如在MacOS上运行Ubuntu</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">启动是否需要完整的OS引导流程</td>
<td align="left">不需要，宿主OS已经完成</td>
<td align="left">需要，每个Guest OS都需要经MBR启动</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p>下面的两幅图，很好的展示了传统虚拟机和Docker与宿主机的关系。</p>
<p><img alt="dockers_vm" src="./images/dockers_virtualization.png">
<img alt="dockers_docker" src="./images/dockers_docker.png"></p>
<h4>Docker特点</h4>
<ul>
<li>轻小。由于不需要模拟硬件，相当于传统虚拟机小很多。</li>
<li>资源耗费小。容器只是利用Linux隔离技术，单机可以运行几千个容器。</li>
<li>部署快速方便。所有容器共享宿主系统内核，部署只需要打包依赖的库和应用本身。当需要迁移部署的时候，也只需要转发很小的文件。</li>
<li>采用分层机构。容器运行于镜像之上，镜像给容器运行提供只读的依赖资源，容器对文件的修改只会体现在本层，不影响下层的镜像。</li>
<li>C/S结构，分为客服端和服务端。即Docker CLI和Docker daemon。它们之间基于REST API沟通。</li>
<li>采用数据卷（data volumes）。数据卷让容器运行的应用程序和数据分离，即静动分离。不依赖于数据的容器方便发布成镜像给其它需要的容器。</li>
<li>模块化和分布式。容器之间可以创建网络通信，因此可以把应用本身，存储，缓存，消息队列分开部署。 </li>
</ul>
<h4>术语解释</h4>
<h6>镜像</h6>
<p>提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置。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。
采用分层构建模式，上层依赖的下层做修改。基于UnionFS技术。</p>
<h6>容器</h6>
<p>容器可以理解成镜像的实例，它是一个操作系统的进程。多个容器基于Cgroup和Namespace技术隔离。利用虚拟的网络接口（veth pair）进行通信。</p>
<h6>数据卷</h6>
<p>Docker的哲学是应用和动态数据分离。数据卷让容器可以挂载容器外部的目录或者文件到容器目录。这样应用程序写入数据的时候，实际上就是写入外部对应的目录或文件。这样做的好处是方便分发，而且基于现有容器生成镜像时，其上的层不需要关心数据。</p>
<h6>仓库</h6>
<p>仓库是镜像的托管站。官方仓库是Docker Hub，可以很方便的复用已经构建好的镜像启动一个容器。比如<code>docker run ubuntu:18.04 /bin/echo 'Hello world'</code>就是从官方仓库克隆镜像ubuntu:18.04启动一个容器。</p>
<h6>Docker Engine</h6>
<p>Docker Engine是一个C/S结构的应用，它由Docker CLI、Docker Daemon和一个REST API组成。
<center><img alt="docker_engine" src="./images/docker_engine.png"></center>
<center>Docker Engine结构图</center></p>
<h6>Dockerfile</h6>
<p>Dockerfile是Docker构建镜像的一个文件，里面包含了构建镜像的一些列Docker指令。Dockerfile保证了镜像构建的透明和可重复，而且避免Docker commit构建时写入容易数据。下面是一个简单Dockerfile例子。</p>
<div class="highlight"><pre><span></span><span class="k">FROM</span> <span class="s">nginx</span>
<span class="k">RUN</span> <span class="nb">echo</span> <span class="s1">'<h1>Hello, Docker!</h1>'</span> > /usr/share/nginx/html/index.html
</pre></div>
<p>FROM指令指定已经存在的Docker镜像。RUN指令用来执行shell命令，可以用来安装依赖包等。</p>
<h6>镜像构建上下文（Context）</h6>
<p>上面的Dockerfile写好后，可以执行<code>docker build -t nginx:v3 .</code>构建镜像。-t参数给构建的镜像打标签，“.”就是构建时的上下文。Docker采用C/S模式，构建镜像时Docker指令是运行在Docker Daemon（Docker守护进程）。引入上下文，使得ADD，COPY等需要复制文件的指令有了参考位置。构建镜像时，上下文会通过Docker Remote API打包传给Docker Daemon，通过这种保证了一些列文件的依赖，让Docker Daemon共享本地文件。</p>
<div class="highlight"><pre><span></span><span class="k">COPY</span> ./package.json /app/
</pre></div>
<p>上面的COPY指令，复制的是上下文的package.json到构建镜像的/app目录，而不是Dockerfile文件目录。</p>
<h4>简单使用</h4>
<p>下面通过一些基本例子，演示Docker容器创建，数据卷创建和使用及容器之间的网络通信。<br></p>
<h6>运行一个容器</h6>
<p>首先我们启动一个容器</p>
<div class="highlight"><pre><span></span>docker run -d -it --name nginx_test nginx
</pre></div>
<p>-d：后台运行
-it：启动终端</p>
<p>执行<code>docker ps</code>查看运行中进程</p>
<p><img alt="dockers_docker" src="./images/docker_ps.jpg"></p>
<p>可以看到我们的容器已经在运行，容器名ngix_test<br>
执行<code>docker stop nginx_test</code>停止刚才的容器。执行<code>docker rm nginx_test</code>删除刚才的容器。</p>
<h6>访问本地目录</h6>
<p>执行下面的命令挂载本地的~/nginx_test到容器的/data目录。容器的/data目录会自动创建，本地机器的必须存在命令才能执行成功。</p>
<div class="highlight"><pre><span></span>docker run -d --name nginx_test --mount <span class="nv">type</span><span class="o">=</span>bind,source<span class="o">=</span>/Users/xufan/nginx_data,target<span class="o">=</span>/data nginx
</pre></div>
<p>执行命令<code>docker exec -it nginx_test bash</code>进入容器，可以看到/data目录以及存在，重新打开一个终端，看看本地的~/nginx_data目录也多了一些文件。</p>
<div class="highlight"><pre><span></span>root@01818c8eb399:/# ls
bin boot data dev etc home lib lib64 media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var
root@01818c8eb399:/# <span class="nb">cd</span> data/
root@01818c8eb399:/data# ls
root@01818c8eb399:/data# <span class="nb">echo</span> <span class="s2">"helo docker"</span> > test.txt
</pre></div>
<p>同样，在本地的~/nginx_data新建文件，容器的/data也会相应的更新。</p>
<h6>访问网络</h6>
<p>运行容器的时候，可以通过-p参数指定本地端口到容器端口的映射。。</p>
<div class="highlight"><pre><span></span>docker run -d -it -p <span class="m">8080</span>:80 --name nginx_test2 nginx
</pre></div>
<p>上面命令将本地端口8080端口映射到容器80端口，浏览器访问http:127.0.0.1:8080就能看到Nginx的欢迎界面。</p>
<h6>容器之间通信</h6>
<div class="highlight"><pre><span></span>docker network create -d bridge my-net
docker run -it --rm --name busybox1 --network my-net busybox sh
docker run -it --rm --name busybox2 --network my-net busybox sh
</pre></div>
<p>去busybox1 ping busybox2验证网络的互通。</p>
<h4>技术原理</h4>
<p>对于Docker使用的Namespace，Cgroup，UnionFS技术，放到下篇再写。（<a href="./dockerxi-lie-er.html">技术原理</a>）</p>
<hr />
<aside>
<nav>
<ul class="articles-timeline">
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title="Previous: RabbitMQ系列第三篇 - 分布式部署">RabbitMQ系列第三篇 <small class="subtitle">分布式部署</small></a></li>
<li class="next-article"><a href="./dockerxi-lie-er.html"
title="Next: Docker系列（二） - 技术原理（UnionFS，Namespace，Cgroup）">Docker系列（二） <small class="subtitle">技术原理（UnionFS，Namespace，Cgroup）</small></a> »</li>
</ul>
</nav>
</aside>
</div>
<section id="article-sidebar" class="span2">
<h4>Published</h4>
<time itemprop="dateCreated" datetime="2019-01-22T00:00:00+08:00"> 1
22, 2019</time>
<!---->
<h4>Category</h4>
<a class="category-link"
href="./categories.html#docker-ref">Docker</a>
<h4>Tags</h4>
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<li><a href="./tags.html#containers-ref">containers
<span>2</span>
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<li><a href="./tags.html#docker-ref">Docker
<span>6</span>
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var old_innerHTML = link.innerHTML;
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