Docker容器（一）概述

一、虚拟化概述

1.1引⼊虚拟化技术的必要性 

服务器只有5%的时间是在⼯作的；在其它时间服务器都处于“休眠”状态.

 

虚拟化前

• 每台主机⼀个操作系统; 
• 软硬件紧密结合; 
• 在同⼀个主机上运⾏多个应⽤程序通常会遭遇冲突; 
• 系统的资源利⽤率低; 
• 硬件成本⾼昂⽽且不够灵活. 

虚拟化后

• 打破了操作系统和硬件的相互依赖; 
• 通过封装到虚拟机的技术，管理操作系统和应⽤程序为单⼀的个体; 
• 强⼤的安全和故障隔离; 
• 虚拟机是独⽴于硬件的，它们能在任何硬件上运⾏. 

1.2 虚拟化定义

虚拟化，是通过虚拟化技术将⼀台计算机虚拟为多台逻辑计算机。 

在⼀台计算机上同时运⾏多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运⾏不同的操作系统，⽽且应⽤程序都可以在相互独⽴的空间内运⾏⽽互不影响，从⽽显著提⾼计算机的⼯作效率。

1.3虚拟化技术的分类

• 全虚拟化技术 
• 半虚拟化技术/准虚拟化技术 

 全虚拟化技术

完全虚拟化技术⼜叫硬件辅助虚拟化技术，最初使⽤的虚拟化技术就是全虚拟化(Full Virtualization)技术，它在虚拟机(VM)和硬件之间⼜加了⼀个软件层——Hypervisor，或者叫虚拟化监控器(VMM). 

1. Hypervisor直接运⾏在物理硬件之上——KVM; 
2. Hypervisor运⾏在另⼀个操作系统中——QEMU和Wine.

 半虚拟化技术

它就是在全虚拟化的基础上，把客户操作系统进⾏了修改，增加了⼀个专⻔的API. 
这个API可以将客户操作系统发出的指令进⾏最优化，即不需要Hypervisor耗费⼀定的资源进⾏翻译操作，因此Hypervisor的⼯作负担变得⾮常的⼩，整体性能也有很⼤的提升.

 寄居架构 
就是在操作系统之上安装和运⾏虚拟化技术，依赖于主机操作系统对设备的⽀持和物理资源的管理; 

裸⾦属架构 
就是直接在硬件上⾯安装虚拟化软件，再在其上安装操作系统和应⽤，依赖虚拟层内核和服务器控制台进⾏管理.

寄居架构  

 裸⾦属架构 

 二、docker概述

2.1什么是容器

容器是一种虚拟化技术，它可以在操作系统层面上把应用程序及其依赖项打包在一起。这个打包形成的包被称作容器镜像，它可以被快速地部署到不同的计算机上。容器镜像包含了应用程序，运行环境和系统库，使得应用程序的依赖项可以被完全隔离。这种隔离可以保证容器内的应用程序在不同的计算机上都能够运行。容器技术具有轻量、快速、可移植等特点，使得应用程序能够在不同的环境中快速、可靠地部署和运行。

 2.2什么是docker

Docker是dotcloud公司开源的⼀款产品，dotcloud是2010年成⽴的⼀家公司，主要基于PaaS(Platform as a Service)平台为开发者提供服务. 

1. Linux Container(LXC)是⼀种内核虚拟化技术，可以提供轻量级的虚拟化，以便隔离进程和资源; 
2. Docker是PaaS提供商dotcloud开源的基于LXC的⾼级容器引擎，源代码托管在GitHub上，基于Golang语⾔并遵从Apache 2.0协议开源; 
3. Docker设想是交付运⾏环境如同海运，OS如同⼀个货轮，每⼀个在OS基础上的软件都如同⼀个集装箱，⽤户可以通过标准化⼿段⾃由组装运⾏环境，同时集装箱的内容可以由⽤户⾃定义，也可以由专业⼈员制造. 

2.3Docker与传统虚拟机对比 

Docker与传统虚拟机的主要区别可以从以下几个方面进行对比：

1.  启动速度：启动虚拟机需要先启动虚拟机的操作系统，再启动应用，这个过程可能会非常慢；而启动Docker相当于启动宿主操作系统上的一个进程，因此启动速度会更快。
2. 占用资源：虚拟机是一个完整的操作系统，需要占用大量的磁盘、内存和CPU资源；相比之下，Docker容器只是一个进程，所需的资源更少，一般在1-5%之间，而虚拟机可能需要5%-15%的资源。
3. 高可用策略：在高可用策略上，Docker容器的资源是弹性伸缩的，可以实现负载均衡；而虚拟机则是通过备份、异地容灾和迁移来实现资源高可用。
4.  实现原理：Docker与虚拟机的实现原理有所不同。虚拟机是通过模拟硬件来创建一个完整操作系统的副本，而Docker则是利用Linux内核的一些特性，如Cgroups和Namespace，来实现资源的隔离和管理。
5. 总结：虽然Docker容器和虚拟机都是为了实现应用程序的隔离和部署，但它们在实现方式、资源消耗、启动速度等方面有很大的不同。选择使用哪种技术取决于具体的应用场景和需求。

2.4Docker的构成

Docker仓库: https://hub.docker.com
2.Docker⾃身组件: 

• Docker Client: Docker的客户端
• Docker Server: Docker daemon的主要组成部分，接受⽤户通过Docker Client发送的请求，并按照相应的路由规则实现路由分发
• Docker镜像: Docker镜像运⾏之后，⽣成容器(docker run)

阿⾥镜像仓库: 
https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/images 
腾讯镜像仓库: 
https://console.cloud.tencent.com/tke2/registry/qcloud/default?rid=1 
华为镜像仓库: 
https://mirrors.huaweicloud.com

2.5Docker化应用

早期

 

优化

镜像方式