1.认识下Docker

news2025/7/22 21:10:06

1.Docker为什么会火?

Docker能火起来，不仅仅与它开源有关系，一定是解决了我们软件从开发到上线的痛点，要不然几乎不可能。那Docker到底解决了什么问题？下面这几点，相信我们程序员都深有感触:

1. 解决环境不一致的问题

程序员经常说的一句话：“不可能有问题啊！我本地是好的啊！”。但是有时候线上确实是无法正常运行，可能经过很长时间的排错，最后发现某个第三方包或者运行时环境和本地不相同，并且这种排错是非常耗时的。

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2.解决服务器繁多复杂的软件安装问题

我们拿一个普通的java-web项目来说，要部署这个项目,那我就需要jdk、tomcat、nginx、Mysql、redis等等软件中间件

  1. 部署一个节点运行，这时候我们至少需要两个环境：测试和生产环境。这时候我们就告诉运维，需要安装这些软件，并且还要告诉运维详细的版本。运维同学拿到需求后，首先部署一套测试环境，费劲巴拉的弄完，还需要再费劲巴拉的部署一套生产环境，好不容易弄完了，并且都是重复的工作；
  2. 假如这时候我需要扩容，部署一个集群，比如需要我的应用需要4个节点，这是运维同学就需要另外再至少部署三台的java运行环境；如果我的MySql需要主从，那么运维同学就需要再装一从库；假如我需要Redis做主从，运维同学还需要至少要搞个哨兵；
  3. 很多服务器上的软件安装也并不是特别容易，对于开发者来源，他可能没有这么强的能力搞定这些东西，那么就会对运维同学产生强依赖，导致离开运维之后，我们的软件就没法上线部署。

3.docker生逢其时

2013年Docker诞生之时，正值企业应用转向互联网应用高速发展时期，应用小型化微服务化的需求正好是其用武之地，也就是适应了今天流行面更广的微服务的一个方面—应用部署到容器中运行。这样就解决了服务拆分后快速上线部署，同时，在遇到大流量扩容方面，可以很容易就进行扩容，再也不需要再安装那么多软件，配置那么多环境，弄完还要调试等等繁琐的事情,达到了快速扩容，同时也保证了扩容时程序的稳定性（因为是同一个镜像，容器内的运行环境是一样的）

那么针对第一个问题，主要还是从开发者来说，如果我的程序能和它所依赖的环境一起打一个包交给运维，那么测试和生产部署就会更顺畅，因为任何地方运行我的程序都是一样的，因为环境都一样；

针对第二个问题，从运维角度来看，如果所有的这些重复安装的工作能省掉就行了，或者我安装一次，其他的直接复制就行（当然，运维肯定是有这种工具）；

从开发者角度来看，要是这些软件能和我的软件一样，把环境和软件打一个包，我直接傻瓜式的一启动就安装好，那我是不是就不再强依赖运维了，开发者自己也能够部署项目了，省去了那些极其繁多复杂的软件安装问题。Docker 公司的口号：Build，Ship，and Run Any App，Anywhere

正式因为许许多多的开发者一直面临着这些问题，所以docker一开源，立马就收到了广大开发者的推崇，使得docker很快就大火，甚至可以说的又红又紫。所以docker能大火，由数以万计的程序员推动起来的。

2.Docker历史

2.1 Docker的发展史

2010年，几个搞IT的年轻人，在美国成立了一家公司，dotCloud。他们做的是 pass的云计算服务，其中他们用到了LXC（Linux Containers）有关的容器技术！

注意：LXC并不是docker公司的，而是linux原生支持的容器技术。

下面链接是LXC的基本介绍，可以看一下：https://blog.csdn.net/qq_44281591/article/details/132251767

他们这个东西并没有引起别人的重视，以至于自己的公司活下去都比较难了，所以在2013年，他们选择将自己容器化技术开源，起名为docker。Docker开源后，越来越多的人发现Docker的优点，Docker开始火了，每个月都会更新一个版本。2014.4.9，Docker1.0发布。所以，有时候开源是可以拯救一个公司的。

2.2 Docker的不同版本

最早的时候docker就是一个开源项目，主要由docker公司维护。2017年年初，docker公司将原先的docker项目改名为mobyhttps://github.com/moby/moby，并创建了docker-ce和docker-ee。

这三者的关系是：moby是继承了原先的docker的项目，是社区维护的的开源项目，谁都可以在moby的基础打造自己的容器产品。docker-ce是docker公司维护的开源项目，是一个基于moby项目的免费的容器产品；docker-ee是docker公司维护的闭源产品，是docker公司的商业产品。moby project由社区维护，docker-ce project是docker公司维护，docker-ee是闭源的。使用免费的docker，从网页docker-ce上获取；要使用收费的docker，从网页docker-ee上获取。

3.容器化技术

到这里我们看到，其实容器化也可以算是虚拟化的一种，在之前包括现在，我们都还会使用虚拟机化技术，最常见的就是Vmware在我们自己的电脑上虚拟出多个主机来。用过虚拟机的同学可能知道，我只要配置好一台，做出一个镜像，其他虚拟主机的安装就好装了，直接克隆出来就行了，配置环境都是一样的，所以这么看，docker的容器化技术也没有比虚拟机来的更好。但事实真的是这样么？随着我们不断的使用和比较，我们发现，docker容器技术在我们开发运维过程中，确实比虚拟机技术好用太多了，甚至可以说是两种完全同的技术方案。

Docker容器化技术与虚拟机技术的不同：

3.1 虚拟机

我们常用的虚拟机是Vmware，使用的是windows电脑, 我想要模拟一台linux服务器, 方便部署应用， 在windows上安装了一台虚拟机,我就能够用有一台Linux的机器了。
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  • 基础服务（Server）：可以理解成我们的个人电脑，数据中心的服务器，或者是云主机。
  • 主操作系统（Host OS）：你的个人电脑之上，运行的可能是MacOS，Windows或者某个Linux发行版。
  • 虚拟机管理系统（Hypervisor）：利用Hypervisor，可以在主操作系统之上运行多个不同的从操作系统。
  • 子操作系统（Guest Operating System）：假如我们需要运行3个相互隔离的应用，则需要使用Hypervisor启动3个子操作系统，也就是3个虚拟机。这些虚拟机都非常大，也许有700MB，这就意味着它们将占用2.1GB的磁盘空间。更糟糕的是，它们还会消耗很多CPU和内存.

这样构建出来的虚拟机，是和真机具有一样功能的机器，它需要有自己的内核、有自己的各种lib库，需要安装各种应用软件服务，并且本身比较笨重，启动速度也非常慢。

3.2 Docker容器

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  • 基础服务（Server）：可以理解成我们的个人电脑，数据中心的服务器，或者是云主机。
  • 主操作系统（Host OS）：你的个人电脑之上，运行的可能是MacOS，Windows或者某个Linux发行版。
  • Docker引擎（Docker Engine）：Docker Engine 取代了Hypervisor,他是运行在主操作系统之上的后台进程，负责管理docker容器。
  • 各种依赖（libs）：对于Docker，应用的所有依赖都打包在Docker镜像中，Docker容器是基于Docker镜像创建的;
  • 应用（app）:应用的源代码与它的依赖都打包在Docker镜像中，不同的应用需要不同的Docker镜像。不同的应用运行在不同的Docker容器中，它们是相互隔离的。

所以从docker容器来看，它会共享主机的Kernel内核，不需要模拟各种硬件、只需要少量的必须库lib就可以啦。这里要说明一点，我们说docker容器会共享Kernel内容，那么我们在centos上为什么能运行Ubuntu的容器？

这里我们首先要区分下Linux内核与Linux发行版。

  • Linux内核是Linux系统的核心，负责硬件管理，比如管理内存、管理磁盘（文件系统）、管理cpu（进程）等等；
  • Linux发行版是在Linux内核基础上添加了一些工具软件，比如图形界面、函数库、软件包管理等。

所以，CentOS 与 Ubuntu 是不同的 Linux 发行版, 它们都是基于 Linux 内核， 只是添加的工具软件不同。比如， 他们的软件包管理系统不同， CentOS 使用 yum 命令安装软件， 而 Ubuntu 使用 apt-get 命令安装软件。这样，在 CentOS 上运行基于 Ubuntu 镜像的容器时，容器使用了 CentOS 主机的内核以及 Ubuntu 镜像，Ubuntu 镜像中安装了 Ubuntu 的各种软件（apt-get）。

那我们可能还会有疑问，那windows为什么能运行centos的容器？centos和windows的内核可是绝对不一样的啊！Docker 公司开始推出自己的 Docker for Windows 工具包，它旨在为开发人员在 Windows 上开发面向 Docker 的应用程序提供完整的工具链，其中包括运行环境、客户端，Docker Swarm 编排工具和其他工具。Docker for Windows 中负责运行环境配置的工具是 Docker Machine。与 boot2docker 类似，Docker Machine 也会在 Windows 上创建一个 Linux 虚拟机，用于运行 Docker 引擎。

3.3 Docker与虚拟机的区别

  • 传统虚拟机, 虚拟出一条硬件,运行完整的操作系统, 然后在这个操作系统上安装和运行软件；而Docker容器内的应用直接安装在主机的内核上, 容器没有自己的内核, 也没有虚拟的硬件, 所以就轻便了.由于没有臃肿的子操作系统，Docker可以节省大量的磁盘空间以及其他系统资源。

  • 容器的启动速度很快, 一般在几毫秒~几十毫秒；

  • 应用场景不同。虚拟机更擅长于彻底隔离整个运行环境.例如，云服务提供商通常采用虚拟机技术隔离不同的用户。Docker通常用于隔离不同的应用，例如前端，后端以及数据库。

  • 容器和虚拟机相比, 可以更多的利用起来小块的闲置资源，它们不运行完整的操作系统。

  • 性能对比：
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3.4 docker容器化技术在DevOps(开发,运维)中的作用

  • 应用更快速的交付和部署

    • 传统: 每台服务器要安装哪些应用, 配置哪些环境变量, 安装顺序, 都会一一记录到帮助文档
    • docker: 打包镜像, 一键运行.

  • 更便捷的升级和扩缩容

    • 传统: 需要安装软件, 部署, 重复工作
    • docker: 部署应用就像搭积木, 项目打包为一个镜像, 扩展服务器非常方便.

  • 更简单的系统运维

    • 在容易化部署之后, 我们的开发, 测试环境都是高度一致的, 不会出现在开发耗时, 部署到测试,线上不好使的情况

  • 更高效的利用计算机资源

    • docker是内核级别的虚拟化, 可以在一个物理机上运行很多个容器实例, 服务器的性能可以被压榨到极致.

      通常, 一台主机只能同时运行2-3个虚拟机, 但是可以同时运行20-30个容器

3.5 Docker容器学习官网

  • docker官网: https://www.docker.com
  • docker文档: https://docs.docker.com/ docker的文档非常详细
  • docker仓库: https://hub.docker.com/

4.什么是Docker?

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上面这个图片就是Docker的log,这是一条鲸鱼，鲸鱼上载满了集装箱。官方团队对Logo的解释：The logo is a Whale carrying a stack of containers. It is on its way to deliver those to you。Docker直译过来是码头工人，然而Docker给人的第一感觉是容器，容器技术英译为Linux Container， Container的直译有集装箱，容器两个意思，如果要形象的理解Linux Container的话还是叫集装箱技术比较好(可以结合着上图及LOGO理解这句话)，由于中国本土文化，念集装箱技术会比较奇怪，所以我们都称之为容器技术。

我们都知道码头里的集装箱是运载货物用的，它是一种按规格标准化的钢制箱子。集装箱的特色，「在于其格式划一，并可以层层重叠， 集装箱与集装箱之间互不影响」。IT领域借鉴了这一理念，我部署一个服务运行好后，我再想移植到另外一个地方，**不用再安装一套操作系统和依赖环境。**这就像集装箱运载一样，我把一辆特斯拉（好比开发好的应用APP+环境），打包放到一容器集装箱里，它通过货轮可以轻而易举的从青岛港（CentOS7.2环境）运送到天津港（Ubuntu14.04环境）。而且运输期间，我的特斯拉（APP+环境）没有受到任何的损坏（文件没有丢失），在另外一个天津港卸货后，依然可以（启动正常）。

为了更好的理解docker，我们再讲一个小故事。张三想在天津要造一栋别墅，他重金请来了高级设计师，高级建造师，等各种高级工人，热火朝天历时多半年，房子建成了，半年后，张三由于工作调动需要换到另一个青岛，他只好在青岛花了重金又打造了一栋别墅；

而张三有一个朋友李四，跟李四是同样的场景，唯一不同的是，李四认识一个天神，天神施展了法术（构建镜像），将李四的别墅直接复制了一份(镜像)，装到了李四的双肩包(仓库)里，李四去到另一个城市找了一片空地(容器)直接将装在双肩包(仓库)里的房子拿了出来，拿出来的房子就能变成跟李四在原城市一模一样的房子。那么我们说，不论天津还是青岛，这块土地都是一样的东西（同一个内核），房子就是容器。听完了故事，咱们再来理解docker的两句口号就更好理解了

  • 「Build, Ship and Run (搭建，发送，运行)」
  • 「Buildonce，Runanywhere (搭建一次，运行到任何地方)」

所以要给Docker下一个定义的话：Docker是一个开源的应用容器引擎，开发者可以打包他们的应用及依赖到一个可移植的容器中，发布到流行的Linux机器上，也可实现虚拟化。

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