Docker：一份不求甚解的入门指南

Docker是啥意思？

Docker，即“码头工人”，的名字灵感来自于海运集装箱（shipping container）的概念。在现代物流中，集装箱标准化了货物运输，使得货物可以在不同的运输方式（如船舶、火车、卡车）之间无缝转移。同样，Docker 通过容器化技术标准化了软件的交付和部署，使得应用程序可以在不同的计算环境中，无需麻烦的配置就可以无缝运行。

Docker 简介

创立背景：Docker 最初由 Solomon Hykes 于 2013 年在一家名为 dotCloud 的公司内部项目中开发。后来，这个项目发展成为一个独立的基于go语言的Apache2.0协议开源项目，并迅速获得了广泛的关注和应用，现在github地址是：https://github.com/moby/moby。

moby 是 Docker 公司在 2017 年宣布的一个开源项目，旨在为容器化技术提供一个模块化的系统Docker 使用 Moby 项目中的组件来构建其平台。换句话说，Moby 是 Docker 的一个构建块集合，是 Docker 背后的技术基础。Moby 项目为 Docker 提供了一个实验和创新的空间，Docker 则是一个更成熟、更用户友好的产品，面向生产环境。

功能：Docker 允许开发者封装应用程序及其依赖项到一个可移植的容器中，然后可以在任何支持 Docker 的机器上运行这些容器。这种方式确保了开发、测试和生产环境的一致性，减少了“在我这里可以运行”的问题。
生态系统：Docker 发展出一个庞大的生态系统，包括 Docker Hub（一个容器镜像的集中存储库），以及各种工具和插件来支持容器的管理和编排。

Docker和虚拟机的关系

Docker 和虚拟机（VM）都是用于隔离应用程序和提高资源利用率的技术，但它们在实现方式和特性上有一些差异。

区别：更少的虚拟化抽象层、更快的速度

架构：
- Docker：Docker 使用容器技术，容器共享宿主机的操作系统内核。每个容器包含应用程序及其运行时环境，但不包含完整的操作系统。
- 虚拟机：每个虚拟机运行在一个完整的操作系统上，并通过虚拟化层（Hypervisor）与宿主机硬件交互。每个 VM 包含自己的内核和操作系统实例。
资源占用：
- Docker：因为共享内核，Docker 容器启动更快，占用的资源更少，非常适合需要快速启动和停止的轻量级应用。
- 虚拟机：由于每个 VM 都运行一个完整的操作系统，启动较慢，占用更多的内存和存储空间。
性能：
- Docker：由于没有虚拟化层的开销，Docker 容器的性能接近于原生。
- 虚拟机：性能可能会受到虚拟化层的影响，尤其是在 I/O 密集型应用中。
隔离性：
- Docker：提供进程级别的隔离，适用于需要高效资源利用的场景。
- 虚拟机：提供操作系统级别的隔离，适合需要强隔离的场景。

当然，如果我们用windows系统下载docker desktop，会发现它会帮助我们安装WSL，WSL 允许用户在 Windows 上运行 Linux 二进制可执行文件，WSL 2使用真正的 Linux 内核，通过 Hyper-V 虚拟机技术提供更好的性能和兼容性。在 Windows 上运行 Docker 时，Docker Desktop 可以利用 WSL 2 来提供更高效的容器运行环境，提高文件系统性能。

Docker核心技术:

Docker 是一个开源的容器化平台，用于开发、部署和运行应用程序。其核心技术包含多个层面，包括容器化、镜像构建、容器编排等。

1.容器化技术

Docker 的核心是容器，它将应用程序及其依赖的环境打包在一个独立的、隔离的环境中运行。容器可以在任何支持 Docker 的机器上以相同的方式运行，无论是在开发环境、测试环境还是生产环境中。

轻量级：容器共享宿主操作系统的内核，而不是像虚拟机那样运行一个完整的操作系统，因此它们比虚拟机轻量，启动速度更快。
隔离性：每个容器都是相互隔离的，容器内的应用程序和宿主操作系统及其他容器不会相互干扰。

2.镜像（Images）

Docker 镜像是创建容器的模板。镜像包含了容器需要的所有内容（操作系统、应用程序、库文件等）。Docker 镜像是不可变的，一旦创建，它就不能更改。镜像可以通过 Dockerfile 来构建。

镜像层次：Docker 镜像采用分层架构，多个镜像层可以共享，相同的基础层不会被重复存储，从而节省空间。
版本管理：每次创建新镜像时，Docker 会为镜像打标签（如v1.0），用户可以根据标签来指定使用哪个版本的镜像。

3.Dockerfile

Dockerfile 是一个文本文件，其中包含构建 Docker 镜像的所有命令。它通过一组指令描述了如何从基础镜像开始，安装应用程序和依赖项，配置环境等。Dockerfile 是构建和自动化镜像的关键。

常见的 Dockerfile 指令包括：

FROM: 指定基础镜像。
RUN: 执行命令，如安装软件包。
COPY/ADD: 将文件从宿主系统复制到镜像中。
CMD: 容器启动时默认执行的命令。

4.引擎（Docker Engine）

Docker Engine 是 Docker 的核心组件，它是一个客户端-服务器架构，负责容器的创建、管理、调度等操作。Docker Engine 包括以下几个部分：

*Docker Daemon (dockerd*)**：Docker 守护进程，运行在后台，负责管理容器、镜像和网络等。
Docker CLI：命令行界面，用户通过它与 Docker Daemon 交互。常见的 Docker 命令如docker run、docker build、docker ps等。
Docker API：提供 HTTP 接口，允许程序通过 REST API 与 Docker Daemon 进行交互。

5.网络（Networking）

Docker 提供了多种网络模式来连接容器，确保它们之间可以通信。常见的网络模式包括：

Bridge Network：这是默认的网络模式，适用于单个主机上的容器互联。
Host Network：容器直接使用宿主操作系统的网络堆栈。
Overlay Network：用于跨多台机器（主机）上的容器之间的通信，适用于 Docker Swarm 等集群模式。
None Network：容器没有网络连接。

6.卷（Volumes）

Docker 卷用于持久化和共享容器的数据。容器的文件系统是临时的，一旦容器被删除，数据也会丢失。通过 Docker 卷，可以将数据持久化到宿主机的文件系统中，并且可以在多个容器之间共享。

创建卷：docker volume create用于创建一个新的卷。
挂载卷：通过-v选项将卷挂载到容器中，例如docker run -v myvolume:/data。

7.Docker Compose

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用的工具。它通过一个docker-compose.yml文件来定义多个容器之间的服务、网络、卷等，简化了容器化应用的管理。使用 Compose 可以轻松地启动和停止多个相互依赖的容器。

常见操作：

docker-compose up: 启动所有定义的服务容器。
docker-compose down: 停止并删除服务容器。

8.Docker Hub 和注册表（Registry）

Docker Hub 是 Docker 官方的公共镜像仓库，用户可以从中拉取公共镜像，或者上传自己构建的镜像。除了 Docker Hub，用户还可以使用私有镜像仓库（如企业内部的 Docker Registry）。

推送镜像：将本地镜像推送到镜像仓库（如 Docker Hub）。
1
docker push <username>/<image_name>:<tag>
拉取镜像：从镜像仓库拉取镜像。
1
docker pull <image_name>:<tag>

9.容器编排（Orchestration）

Docker 支持容器编排，主要通过Docker Swarm和Kubernetes来实现：

Docker Swarm：Docker 自带的集群管理工具，用于管理和调度多个 Docker 主机上的容器。它提供了自动化的服务部署、扩展、负载均衡等功能。
Kubernetes：更强大且更广泛使用的容器编排平台，通常用于大规模生产环境中。虽然 Kubernetes 是独立的项目，但 Docker 容器通常是其运行的基础。