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在当今的软件开发和部署领域#xff0c;Docker已经成为了一个不可或缺的工具。Docker以其轻量级、可移植性和标准化等特点#xff0c;使得应用程序的部署和管理变得前所未有的简单。无论您是一名开发者、系统管理员#xff0c;还是IT架构师#xff0c;理解并掌握Dock…前言
在当今的软件开发和部署领域Docker已经成为了一个不可或缺的工具。Docker以其轻量级、可移植性和标准化等特点使得应用程序的部署和管理变得前所未有的简单。无论您是一名开发者、系统管理员还是IT架构师理解并掌握Docker都将为您的工作带来巨大的便利。
这篇博客旨在为读者提供一个全面的Docker入门指南从基础概念到实际操作从单一容器到复杂的容器编排我们都会进行详细的探讨。我们希望通过这篇博客帮助您快速掌握Docker的核心概念和技术以便在实际工作中有效地应用Docker。
让我们开始吧 我是默一个在CSDN分享笔记的博主。 在这里我要推荐给大家我的专栏《Docker》。 无论你是编程小白还是有一定基础的程序员这个专栏都能满足你的需求。我会用最简单易懂的语言带你走进代码的世界让你从零开始一步步成为编程大师。 让我们在代码的世界里畅游吧 如果感觉还不错的话请记得给我点赞哦 期待你的加入一起学习一起进步
一.Docker简介
1.什么是Docker
Docker是一个开源的应用容器引擎它可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的镜像中然后发布到任何流行的Linux或Windows操作系统的机器上。Docker基于轻量级虚拟化技术整个项目基于Go语言开发并采用了Apache 2.0协议。通过Docker可以实现方便快速并且与平台解耦的自动化部署方式。无论部署时的环境如何容器中的应用程序都会运行在同一种环境下。
Docker使用沙箱机制容器之间不会有任何接口。它可以将应用程序打包封装到一个容器中该容器包含了应用程序的代码、运行环境、依赖库、配置文件等必需的资源。通过这种方式用户的产品可以是web应用或者数据库应用及其环境能够实现“一次封装到处运行”
二.Docker基本概念
Docker 包括三个基本概念
镜像Image容器Container仓库Repository
理解了这三个概念就理解了 Docker 的整个生命周期。
1.Docker镜像
我们都知道操作系统分为 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Image就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:18.04 就包含了完整的一套 Ubuntu 18.04 最小系统的 root 文件系统。
Docker 镜像 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之后也不会被改变。
分层存储
因为镜像包含操作系统完整的 root 文件系统其体积往往是庞大的因此在 Docker 设计时就充分利用 Union FS (opens new window)的技术将其设计为分层存储的架构。所以严格来说镜像并非是像一个 ISO 那样的打包文件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系统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改变只发生在自己这一层。比如删除前一层文件的操作实际不是真的删除前一层的文件而是仅在当前层标记为该文件已删除。在最终容器运行的时候虽然不会看到这个文件但是实际上该文件会一直跟随镜像。因此在构建镜像的时候需要额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应该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、定制变的更为容易。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所需的内容构建新的镜像。
2.Docker 容器
镜像Image和容器Container的关系就像是面向对象程序设计中的 类 和 实例 一样镜像是静态的定义容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。
容器的实质是进程但与直接在宿主执行的进程不同容器进程运行于属于自己的独立的 命名空间 (opens new window)。因此容器可以拥有自己的 root 文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间甚至自己的用户 ID 空间。容器内的进程是运行在一个隔离的环境里使用起来就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。这种特性使得容器封装的应用比直接在宿主运行更加安全。也因为这种隔离的特性很多人初学 Docker 时常常会混淆容器和虚拟机。
前面讲过镜像使用的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层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。
容器存储层的生存周期和容器一样容器消亡时容器存储层也随之消亡。因此任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。
按照 Docker 最佳实践的要求容器不应该向其存储层内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 数据卷Volume、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或网络存储发生读写其性能和稳定性更高。
数据卷的生存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或者重新运行之后数据却不会丢失。
3.Docker Registry仓库
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它服务器上使用这个镜像我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务Docker Registry 就是这样的服务。
一个 Docker Registry 中可以包含多个 仓库Repository每个仓库可以包含多个 标签Tag每个标签对应一个镜像。
通常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。
以 Ubuntu 镜像 (opens new window)为例ubuntu 是仓库的名字其内包含有不同的版本标签如16.04, 18.04。我们可以通过 ubuntu:16.04或者 ubuntu:18.04 来具体指定所需哪个版本的镜像。如果忽略了标签比如 ubuntu那将视为 ubuntu:latest。
仓库名经常以 两段式路径 形式出现比如 jwilder/nginx-proxy前者往往意味着 Docker Registry 多用户环境下的用户名后者则往往是对应的软件名。但这并非绝对取决于所使用的具体 Docker Registry 的软件或服务。
Docker Registry 公开服务
Docker Registry 公开服务是开放给用户使用、允许用户管理镜像的 Registry 服务。一般这类公开服务允许用户免费上传、下载公开的镜像并可能提供收费服务供用户管理私有镜像。
最常使用的 Registry 公开服务是官方的 Docker Hub (opens new window)这也是默认的 Registry并拥有大量的高质量的 官方镜像 (opens new window)。除此以外还有 Red Hat 的 Quay.io (opens new window)Google 的 Google Container Registry (opens new window)Kubernetes (opens new window)的镜像使用的就是这个服务代码托管平台 GitHub (opens new window)推出的 ghcr.io (opens new window)。
由于某些原因在国内访问这些服务可能会比较慢。国内的一些云服务商提供了针对 Docker Hub 的镜像服务Registry Mirror这些镜像服务被称为 加速器。常见的有 阿里云加速器 (opens new window)、DaoCloud 加速器 (opens new window)等。使用加速器会直接从国内的地址下载 Docker Hub 的镜像比直接从 Docker Hub 下载速度会提高很多。在 安装 Docker 一节中有详细的配置方法。
国内也有一些云服务商提供类似于 Docker Hub 的公开服务。比如 网易云镜像服务 (opens new window)、DaoCloud 镜像市场 (opens new window)、阿里云镜像库 (opens new window)等。
私有 Docker Registry
除了使用公开服务外用户还可以在本地搭建私有 Docker Registry。Docker 官方提供了 Docker Registry (opens new window)镜像可以直接使用做为私有 Registry 服务。在 私有仓库 一节中会有进一步的搭建私有 Registry 服务的讲解。
开源的 Docker Registry 镜像只提供了 Docker Registry API (opens new window)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。
除了官方的 Docker Registry 外还有第三方软件实现了 Docker Registry API甚至提供了用户界面以及一些高级功能。比如Harbor (opens new window)和 Sonatype Nexus。
