Docker 简介
什么是 Docker？
Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 或 Windows 操作系统的机器上。Docker 容器完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。
Docker 的历史
- 2013年，Docker 由 dotCloud 公司（现在的 Docker Inc.）的 Solomon Hykes 创建
- 最初是 dotCloud 内部项目，后来开源
- 2014年6月，Docker 1.0 发布
- 目前已成为容器化技术的事实标准
Docker 的核心概念
1. 镜像（Image）
Docker 镜像是一个只读的模板，用于创建 Docker 容器。镜像可以理解为一个包含应用程序及其依赖环境的打包文件。
特点：
- 分层存储
- 共享基础层
- 只读不可修改
- 可以基于基础镜像创建新镜像
2. 容器（Container）
容器是镜像的运行实例，是一个可运行的独立应用。容器之间彼此隔离，互不影响。
特点：
- 轻量级
- 可移植
- 安全隔离
- 可启动、停止、删除、暂停
3. 仓库（Repository）
Docker 仓库用于存储和分发 Docker 镜像。Docker Hub 是最常用的公共仓库。
类型：
- 公共仓库（如 Docker Hub）
- 私有仓库
- 本地仓库
Docker 架构
Docker 使用客户端-服务器(C/S)架构。Docker 客户端与 Docker 守护进程通信，后者负责构建、运行和分发 Docker 容器。
主要组件：
- Docker 客户端：用户通过 Docker 客户端与 Docker 守护进程交互
- Docker 守护进程：在主机上运行，管理 Docker 对象
- Docker 镜像：用于创建容器的只读模板
- Docker 容器：镜像的运行实例
- Docker 仓库：存储 Docker 镜像的地方
Docker vs 虚拟机
虚拟机
虚拟机通过在物理硬件之上添加一个 Hypervisor 层，可以虚拟化硬件资源，每个虚拟机都包含一个完整的操作系统。
Docker 容器
Docker 容器共享主机的操作系统内核，不需要为每个容器提供一个完整的操作系统。
比较：
| 特性 | Docker 容器 | 虚拟机 |
|---|---|---|
| 启动时间 | 秒级 | 分钟级 |
| 占用空间 | MB 级 | GB 级 |
| 性能 | 接近原生 | 有一定损耗 |
| 隔离性 | 进程级隔离 | 硬件级隔离 |
| 操作系统 | 共享宿主机内核 | 独立操作系统 |
Docker 的优势
- 轻量级：容器共享操作系统内核，比虚拟机更轻量
- 快速部署：秒级启动，快速交付和部署
- 一致的运行环境：开发、测试和生产环境一致
- 高效的资源利用：更高的资源利用率
- 易于迁移：可在不同平台间轻松迁移
- 易于扩展：服务可以方便地扩展
- 版本控制：类似 Git 的镜像版本管理
Docker 的应用场景
- 微服务架构：每个服务独立容器化，便于开发和部署
- 持续集成/持续部署(CI/CD)：自动化测试和部署流程
- 开发环境标准化：统一团队开发环境
- 快速搭建测试环境：快速创建和销毁测试环境
- 应用隔离：在同一主机上隔离运行多个应用
- 遗留系统迁移：将旧系统容器化以便于维护
- 多云和混合云部署：跨云平台的一致部署
Docker 的局限性
- 不适合所有应用：对于需要高性能计算或特定硬件的应用不太适合
- 安全性考虑：容器共享内核，存在潜在安全风险
- 数据持久化：需要特别注意数据的持久化存储
- 网络复杂性：容器间的网络通信可能较复杂
- 监控和管理：大规模容器集群的监控和管理有挑战
Docker 生态系统
Docker 生态系统包含多种工具和平台：
- Docker Compose：定义和运行多容器应用
- Docker Swarm：Docker 原生集群管理
- Kubernetes：容器编排平台
- Docker Hub：公共镜像仓库
- Docker Trusted Registry：私有镜像仓库
- Docker Machine：在多种平台上安装 Docker 引擎
结论
Docker 通过容器化技术，彻底改变了软件的开发、交付和部署方式。它使应用程序能够在不同环境中一致地运行，大大提高了开发效率和资源利用率。随着微服务架构和云原生应用的普及，Docker 的重要性将继续增长。
在接下来的章节中，我们将深入探讨 Docker 的安装、基本命令以及更高级的功能。