揭開Docker的面紗 – 基礎理論梳理和安裝流程演示

前言

? 本文將圍繞以下幾個方面來揭開docker的面紗：

• 什么是docker？
• 為什么需要docker？
• docker的核心概念

什么是docker？

?基于Linux而言，docker是在其中運行應用的一款開源工具，可以認為是一種輕量級的虛擬機。docker的logo是一條載著集裝箱的鯨魚（舊版的logo），新版的logo則是直接簡化了細節(jié)，更改了顏色，如下圖。

從圖片中就可以看出來，docker的創(chuàng)建和開發(fā)者們的意圖。鯨魚——宿主機，塊狀箱——隔離的容器（后面介紹什么是docker容器）。而docker的宗旨：Build、Ship and Run Any APP，Anywhere。具體而言，就是通過對應應用組件的封裝、發(fā)布、部署、運行等生命周期的管理，從而達到應用組件級別的“一次封裝、處處運行”的目的。

? 舉個例子就好比自己開發(fā)了一款應用軟件，希望它在任何地點，任何時間、任何操作系統(tǒng)中都可以使用的時候，就可以將它基于docker來實現(xiàn)。當然，對于docker而言，這個組件可以是一個應用，也可以是一個配置，甚至可以是一個完整的操作系統(tǒng)。

為什么需要docker？

?其實docker的出現(xiàn)對于開發(fā)人員是莫大的福音。設想目前或未來基于云平臺的應用或軟件的開發(fā)，脫離了底層的硬件，而使用者需要在任何時間、任何地點都可以獲取相關的資源，那么docker便可以提供這樣的訴求。

下面直接給出docker容器與傳統(tǒng)虛擬機的比較

? docker核心解決的問題是利用容器實現(xiàn)類似VM的功能，從而以更加節(jié)省的硬件資源給用戶提供更多的計算資源，并且docker操作方便，還可以通過Dockerfile配置文件支持靈活的自動化創(chuàng)建和部署。

?接下來看一下Docker與傳統(tǒng)虛擬機架構的對比：

? 通過上圖發(fā)現(xiàn)，虛擬機是在物理資源層面實現(xiàn)的隔離，相對于虛擬機，Docker是基于APP層面實現(xiàn)的隔離，并且省去了虛擬機操作系統(tǒng)，從而節(jié)省了一部分的系統(tǒng)資源。

? Docker守護進程可以直接與主操作系統(tǒng)進行通信，為各個Docker容器分配資源；它還可以將容器與主操作系統(tǒng)隔離（為了安全），并將各個容器互相隔離。虛擬機啟動需要數(shù)分鐘，而Docker容器可以在數(shù)毫秒內(nèi)啟動。由于沒有臃腫的從操作系統(tǒng)，Docker可以節(jié)省大量的磁盤空間以及其他系統(tǒng)資源。

? 簡單來說，虛擬機和docker的區(qū)別就在于虛擬機需要通過Hypervisor對硬件資源也進行虛擬化，而docker是直接使用宿主機的硬件資源的，因此虛擬機的隔離性更加徹底，而docker的隔離性次之。

Docker的核心概念

1、鏡像——image

? 可以理解為類似我們虛擬機中的快照，是創(chuàng)建容器的基礎，可以說無鏡像，不容器。

2、容器——container

? 基于鏡像創(chuàng)建的運行實例，可以被啟動、停止和刪除。每個容器之間都是相互隔離、互不可見的。

3、倉庫——repository

? 保存鏡像的地方，可以理解為鏡像囤積地。可以將自己創(chuàng)建的進行推送到倉庫中，方便隨時隨地拉取使用。

? 倉庫注冊服務器（registry）是存放倉庫的地方，其中包含了多個倉庫，每個倉庫中存放一類鏡像，并且使用不同的標簽（tag）來區(qū)分。目前最大的公共倉庫就是Docker Hub，其中存放了數(shù)量龐大的鏡像給用戶下載使用。

這邊補充說明一下docker架構：

? Docker使用客戶端-服務器架構。Docker 客戶端與Docker 守護進程進行對話，該守護進程完成了構建，運行和分發(fā)Docker容器的繁重工作。Docker客戶端和守護程序可以 在同一系統(tǒng)上運行，或者您可以將Docker客戶端連接到遠程Docker守護程序。Docker客戶端和守護程序在UNIX套接字或網(wǎng)絡接口上使用REST API進行通信。

架構圖示：

Docker的安裝流程

基于Linux/CentOS7的安裝部署流程如下：

操作系統(tǒng)版本：centos7.7

1、環(huán)境部署

[root@localhost ~]# hostnamectl  set-hostname docker  [root@localhost ~]# su  [root@docker ~]# cat /etc/RedHat-release   CentOS Linux release 7.7.1908 (Core)    [root@docker ~]# systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld  Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.  Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.Fedoraproject.FirewallD1.service.  [root@docker ~]# setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config  [root@docker ~]# echo "net.ipv4.ip_forward=1" > /etc/sysctl.conf #開啟路由轉(zhuǎn)發(fā)  [root@docker ~]# sysctl -p #加載路由轉(zhuǎn)發(fā)功能  net.ipv4.ip_forward = 1  [root@docker ~]# systemctl restart network

2、安裝依賴包

[root@docker ~]# yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2  ...  更新完畢:    lvm2.x86_64 7:2.02.185-2.el7_7.2                                                                           作為依賴被升級:    device-mapper.x86_64 7:1.02.158-2.el7_7.2             device-mapper-event.x86_64 7:1.02.158-2.el7_7.2     device-mapper-event-libs.x86_64 7:1.02.158-2.el7_7.2  device-mapper-libs.x86_64 7:1.02.158-2.el7_7.2      lvm2-libs.x86_64 7:2.02.185-2.el7_7.2                    完畢！  

說明：

安裝yum-utils軟件包是為了提供一個yum-config-manager單元，同時安裝的device-mapper-persistent-data和lvm2用于存儲設備映射必須的兩個軟件包。

3、設置穩(wěn)定的存儲庫

[root@docker ~]# yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo  已加載插件：fastestmirror, langpacks  adding repo from: https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo  grabbing file https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo to /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo  repo saved to /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo  [root@docker ~]# ls /etc/yum.repos.d/ #查看是否加入了一個docker源  CentOS-Base.repo  CentOS-Debuginfo.repo  CentOS-Media.repo    CentOS-Vault.repo  CentOS-CR.repo    CentOS-fasttrack.repo  CentOS-Sources.repo  docker-ce.repo  

4、安裝docker引擎

[root@docker ~]# yum install -y docker-ce   ...  已安裝:    docker-ce.x86_64 3:19.03.8-3.el7                                                                           作為依賴被安裝:    container-selinux.noarch 2:2.107-3.el7              containerd.io.x86_64 0:1.2.13-3.1.el7                 docker-ce-cli.x86_64 1:19.03.8-3.el7                   完畢！

5、創(chuàng)建docker目錄，配置鏡像加速服務

[root@docker ~]# mkdir /etc/docker -p  [root@docker ~]# tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'  > { > "registry-mirrors": ["https://5m9y9qbl.mirror.aliyuncs.com"] > } > EOF  {    "registry-mirrors": ["https://5m9y9qbl.mirror.aliyuncs.com"]  }  

說明：tee命令——從標準輸入寫往文件和標準輸出，即把標準輸入的數(shù)據(jù)復制到每一個文件FILE, 同時送往標準輸出。

6、開啟服務，查看版本

[root@docker ~]# systemctl daemon-reload   [root@docker ~]# systemctl restart docker.service   [root@docker ~]# docker -v  Docker version 19.03.8, build afacb8b    [root@docker ~]# docker version  Client: Docker Engine - Community   Version:           19.03.8   API version:       1.40   Go version:        go1.12.17   Git commit:        afacb8b   Built:             Wed Mar 11 01:27:04 2020   OS/Arch:           linux/amd64   Experimental:      false    Server: Docker Engine - Community   Engine:    Version:          19.03.8    API version:      1.40 (minimum version 1.12)    Go version:       go1.12.17    Git commit:       afacb8b    Built:            Wed Mar 11 01:25:42 2020    OS/Arch:          linux/amd64    Experimental:     false   containerd:    Version:          1.2.13    GitCommit:        7ad184331fa3e55e52b890ea95e65ba581ae3429   runc:    Version:          1.0.0-rc10    GitCommit:        dc9208a3303feef5b3839f4323d9beb36df0a9dd   docker-init:    Version:          0.18.0    GitCommit:        fec3683  

總結

? 本文主要介紹了docker的作用，將之與傳統(tǒng)虛擬機進行特性對比，以及架構層面的對比，接著講述有關docker的核心三大組成，最終給出基于Linux下Centos7操作系統(tǒng)中docker的安裝流程。