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Docker

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Docker

Docker Docker介绍

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镜像中,然后发布到任何流行的Linux或Windows机器上,也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。

Docker是一个开放源代码软件,是一个开放平台,用于开发应用、交付(shipping)应用、运行应用。 Docker允许用户将基础设施(Infrastructure)中的应用单独分割出来,形成更小的颗粒(容器),从而提高交付软件的速度。

Docker容器与虚拟机类似,但二者在原理上不同。容器是将操作系统层虚拟化,虚拟机则是虚拟化硬件,因此容器更具有便携性、高效地利用服务器。 容器更多的用于表示 软件的一个标准化单元。由于容器的标准化,因此它可以无视基础设施(Infrastructure)的差异,部署到任何一个地方。另外,Docker也为容器提供更强的业界的隔离兼容。

一个完整的Docker有以下几个部分组成:

  • DockerClient客户端
  • Docker Daemon守护进程
  • Docker Image镜像
  • DockerContainer容器

Docker 是 PaaS 提供商 dotCloud 开源的一个基于 LXC 的高级容器引擎,源代码托管在 Github 上, 基于go语言并遵从Apache2.0协议开源。

Docker自2013年以来非常火热,无论是从 github 上的代码活跃度,还是Redhat在RHEL6.5中集成对Docker的支持, 就连 Google 的 Compute Engine 也支持 docker 在其之上运行。

一款开源软件能否在商业上成功,很大程度上依赖三件事 - 成功的 user case(用例), 活跃的社区和一个好故事。 dotCloud 之家的 PaaS 产品建立在docker之上,长期维护且有大量的用户,社区也十分活跃,接下来我们看看docker的故事。

  • 环境管理复杂 - 从各种OS到各种中间件到各种app, 一款产品能够成功作为开发者需要关心的东西太多,且难于管理,这个问题几乎在所有现代IT相关行业都需要面对。
  • 云计算时代的到来 - AWS的成功, 引导开发者将应用转移到 cloud 上, 解决了硬件管理的问题,然而中间件相关的问题依然存在 (所以openstack HEAT和 AWS cloudformation 都着力解决这个问题)。开发者思路变化提供了可能性。
  • 虚拟化手段的变化 - cloud 时代采用标配硬件来降低成本,采用虚拟化手段来满足用户按需使用的需求以及保证可用性和隔离性。然而无论是KVM还是Xen在 docker 看来,都在浪费资源,因为用户需要的是高效运行环境而非OS, GuestOS既浪费资源又难于管理, 更加轻量级的LXC更加灵活和快速
  • LXC的移动性 - LXC在 linux 2.6 的 kernel 里就已经存在了,但是其设计之初并非为云计算考虑的,缺少标准化的描述手段和容器的可迁移性,决定其构建出的环境难于迁移和标准化管理(相对于KVM之类image和snapshot的概念)。docker 就在这个问题上做出实质性的革新。这是docker最独特的地方。
Docker原理

Docker 技术使用 Linux 内核和内核功能(例如 Cgroups 和 namespaces)来分隔进程,以便各进程相互独立运行。这种独立性正是采用容器的目的所在;它可以独立运行多种进程、多个应用,更加充分地发挥基础设施的作用,同时保持各个独立系统的安全性。

容器工具(包括 Docker)可提供基于镜像的部署模式。这使得它能够轻松跨多种环境,与其依赖程序共享应用或服务组。Docker 还可在这一容器环境中自动部署应用(或者合并多种流程,以构建单个应用)。

此外,由于这些工具基于 Linux 容器构建,使得 Docker 既易于使用,又别具一格——它可为用户提供前所未有的高度应用程访问权限、快速部署以及版本控制和分发能力。

Docker架构

Docker 使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式,使用远程API来管理和创建Docker容器。Docker 容器通过 Docker 镜像来创建。容器与镜像的关系类似于面向对象编程中的对象与类

Docker面向对象
容器对象
镜像


Docker采用 C/S架构 Docker daemon 作为服务端接受来自客户的请求,并处理这些请求(创建、运行、分发容器)。 客户端和服务端既可以运行在一个机器上,也可通过 socket 或者RESTful API 来进行通信。

Docker daemon 一般在宿主主机后台运行,等待接收来自客户端的消息。 Docker 客户端则为用户提供一系列可执行命令,用户用这些命令实现跟 Docker daemon 交互。

Docker产生背景

Docker 最初是 dotCloud 公司创始人 Solomon Hykes 在法国期间发起的一个公司内部项目,它是基于 dotCloud 公司多年云服务技术的一次革新,并于 2013 年 3 月以 Apache 2.0 授权协议开源,主要项目代码在 GitHub 上进行维护。Docker 项目后来还加入了 Linux 基金会,并成立推动 开放容器联盟(OCI)。

Docker 自开源后受到广泛的关注和讨论,至今其 GitHub 项目已经超过 4 万 6 千个星标和一万多个 fork。甚至由于 Docker 项目的火爆,在 2013 年底,dotCloud 公司决定改名为 Docker。Docker 最初是在 Ubuntu 12.04 上开发实现的;Red Hat 则从 RHEL 6.5 开始对 Docker 进行支持;Google 也在其 PaaS 产品中广泛应用 Docker。

Docker容器的好处

模块化
Docker 容器化方法非常注重在不停止整个应用的情况下,单独截取部分应用进行更新或修复的能力。除了这种基于微服务的方法,您还可以采用与面向服务的架构(SOA)类似的使用方法,在多个应用间共享进程。

层和镜像版本控制
每个 Docker 镜像文件都包含多个层。这些层组合在一起,构成单个镜像。每当镜像发生改变时,就会创建一个新的镜像层。用户每次发出命令(例如 run 或 copy)时,都会创建一个新的镜像层。

Docker 重复使用这些层来构建新容器,借此帮助加快流程构建。镜像之间会共享中间变化,从而进一步提升速度、规模以及效率。版本控制是镜像层本身自带的能力。每次发生新的更改时,您大都会获得一个内置的更改日志,实现对容器镜像的全盘管控。

回滚
回滚也许是层最值得一提的功能。每个镜像都拥有多个层。举例而言,如果您不喜欢迭代后的镜像版本,完全可以通过回滚,返回之前的版本。这一功能还支持敏捷开发方法,帮助持续实施集成和部署(CI/CD),使其在工具层面成为一种现实。

快速部署
启动和运行新硬件、实施部署并投入使用,这在过去一般需要数天时间。投入的心力和成本往往也让人不堪重负。基于 Docker 的容器可将部署时间缩短到几秒。通过为每个进程构建容器,您可以快速将这些类似进程应用到新的应用程序中。而且,由于无需启动操作系统即可添加或移动容器,因此大幅缩短了部署时间。除此之外,得益于这种部署速度,您可以轻松无虞、经济高效地创建和销毁容器创建的数据。

因此,Docker 技术是一种更加精细、可控、基于微服务的技术,可为企业提供更高的效率价值。

LXC

LXC为Linux Container的简写。可以提供轻量级的虚拟化,以便隔离进程和资源,而且不需要提供指令解释机制以及全虚拟化的其他复杂性。相当于C++中的NameSpace。容器有效地将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中,以更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。

通过传统方式使用容器功能的话需要我们自己写代码去进行系统调用来实现创建内核,实际上拥有此能力的人廖廖无几。而LXC(LinuX Container)把容器技术做得更加易用,把需要用到的容器功能做成一组工具,从而极大的简化用户使用容器技术的麻烦程度。

LXC是最早一批真正把完整的容器技术用一组简易使用的工具和模板来极大的简化了容器技术使用的一个方案。

LXC虽然极大的简化了容器技术的使用,但比起直接通过内核调用来使用容器技术,其复杂程度其实并没有多大降低,因为我们必须要学会LXC的一组命令工具,且由于内核的创建都是通过命令来实现的,通过批量命令实现数据迁移并不容易。其隔离性也没有虚拟机那么强大。

后来就出现了docker,所以从一定程度上来说,docker就是LXC的增强版。

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