什么是 Docker？

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Docker 是一个用于开发、交付和运行应用程序的开放平台。Docker 允许您将应用程序与基础设施分离，以便您可以快速交付软件。使用 Docker，您可以像管理应用程序一样管理您的基础设施。通过利用 Docker 的代码交付、测试和部署方法，您可以大大缩短编写代码和在生产环境中运行代码之间的时间延迟。

Docker 平台

Docker 提供了在称为容器的松散隔离环境中打包和运行应用程序的功能。隔离和安全性使您能够在一个给定的主机上同时运行许多容器。容器很轻量级，包含运行应用程序所需的一切，因此您无需依赖主机上安装的内容。您可以共享容器，并确保与您共享的每个人都获得相同的工作方式相同的容器。

Docker 提供工具和平台来管理容器的生命周期。

  • 使用容器开发您的应用程序及其支持组件。
  • 容器成为分发和测试应用程序的单元。
  • 准备好后，将您的应用程序作为容器或编排的服务部署到生产环境中。无论您的生产环境是本地数据中心、云提供商还是两者的混合，这都以相同的方式工作。

我可以将 Docker 用于什么？

快速、一致地交付您的应用程序

Docker 通过允许开发人员使用提供应用程序和服务的本地容器的标准化环境来简化开发生命周期。容器非常适合持续集成和持续交付 (CI/CD) 工作流程。

考虑以下示例场景

  • 您的开发人员在本地编写代码，并使用 Docker 容器与同事共享他们的工作。
  • 他们使用 Docker 将其应用程序推送到测试环境并运行自动化和手动测试。
  • 当开发人员发现错误时，他们可以在开发环境中修复它们并将它们重新部署到测试环境中进行测试和验证。
  • 测试完成后，将修复程序提供给客户就像将更新后的镜像推送到生产环境一样简单。

响应式部署和扩展

Docker 基于容器的平台允许高度可移植的工作负载。Docker 容器可以在开发人员的本地笔记本电脑、数据中心中的物理机或虚拟机、云提供商或混合环境中运行。

Docker 的可移植性和轻量级特性也使动态管理工作负载变得容易，可以根据业务需求近乎实时地扩展或缩减应用程序和服务。

在相同的硬件上运行更多工作负载

Docker 轻量级且快速。它提供了一种可行的、具有成本效益的基于管理程序的虚拟机的替代方案，因此您可以使用更多服务器容量来实现您的业务目标。Docker 非常适合高密度环境以及需要用更少资源做更多事情的中小型部署。

Docker 架构

Docker 使用客户端-服务器架构。Docker 客户端与 Docker 守护进程通信，后者负责构建、运行和分发 Docker 容器的繁重工作。Docker 客户端和守护进程可以在同一系统上运行，或者您可以将 Docker 客户端连接到远程 Docker 守护进程。Docker 客户端和守护进程使用 REST API 通过 UNIX 套接字或网络接口进行通信。另一个 Docker 客户端是 Docker Compose，它允许您使用由一组容器组成的应用程序。

Docker Architecture diagram

Docker 守护进程

Docker 守护进程 (dockerd) 侦听 Docker API 请求并管理 Docker 对象，例如镜像、容器、网络和卷。守护进程还可以与其他守护进程通信以管理 Docker 服务。

Docker 客户端

Docker 客户端 (docker) 是许多 Docker 用户与 Docker 交互的主要方式。当您使用诸如 docker run 之类的命令时，客户端会将这些命令发送到 dockerd，后者会执行这些命令。docker 命令使用 Docker API。Docker 客户端可以与多个守护进程通信。

Docker Desktop

Docker Desktop 是适用于您的 Mac、Windows 或 Linux 环境的易于安装的应用程序，使您可以构建和共享容器化应用程序和微服务。Docker Desktop 包括 Docker 守护进程 (dockerd)、Docker 客户端 (docker)、Docker Compose、Docker Content Trust、Kubernetes 和 Credential Helper。有关更多信息，请参阅 Docker Desktop。

Docker 注册表

Docker 注册表存储 Docker 镜像。Docker Hub 是任何人都可以使用公共注册表，Docker 默认情况下会在 Docker Hub 上查找镜像。您甚至可以运行您自己的私有注册表。

当您使用 docker pull 或 docker run 命令时，Docker 会从您配置的注册表中提取所需的镜像。当您使用 docker push 命令时，Docker 会将您的镜像推送到您配置的注册表。

Docker 对象

当您使用 Docker 时，您将创建和使用镜像、容器、网络、卷、插件和其他对象。本节简要概述了其中一些对象。

镜像

镜像是一个只读模板，其中包含创建 Docker 容器的说明。通常，镜像基于另一个镜像，并进行一些额外的自定义。例如，您可以构建一个基于 ubuntu 镜像的镜像，但安装 Apache Web 服务器和您的应用程序，以及使您的应用程序运行所需的配置详细信息。

您可以创建自己的镜像，或者您可能只使用其他人创建并在注册表中发布的镜像。要构建自己的镜像，您可以创建一个 Dockerfile，其中包含一个简单的语法，用于定义创建和运行镜像所需的步骤。Dockerfile 中的每个指令都会在镜像中创建一个层。当您更改 Dockerfile 并重新构建镜像时，只有已更改的层才会被重新构建。与其他虚拟化技术相比，这就是使镜像如此轻量级、小巧和快速的部分原因。

容器

容器是镜像的可运行实例。您可以使用 Docker API 或 CLI 创建、启动、停止、移动或删除容器。您可以将容器连接到一个或多个网络，向其附加存储，甚至可以基于其当前状态创建新镜像。

默认情况下，容器与其他容器及其主机机器相对隔离。您可以控制容器的网络、存储或其他底层子系统与其他容器或主机机器的隔离程度。

容器由其镜像以及您在创建或启动时为其提供的任何配置选项定义。当容器被删除时，其状态中未存储在持久性存储中的任何更改都会消失。

示例 docker run 命令

以下命令运行 ubuntu 容器，交互式地连接到您的本地命令行会话，并运行 /bin/bash。

$ docker run -i -t ubuntu /bin/bash

当您运行此命令时，会发生以下情况（假设您使用的是默认注册表配置）

  1. 如果您本地没有 ubuntu 镜像，Docker 会从您配置的注册表中提取它，就像您手动运行了 docker pull ubuntu 一样。

  2. Docker 创建一个新容器，就像您手动运行了 docker container create 命令一样。

  3. Docker 为容器分配一个读写文件系统作为其最终层。这允许正在运行的容器在其本地文件系统中创建或修改文件和目录。

  4. 由于您未指定任何网络选项，Docker 会创建一个网络接口，用于将容器连接到默认网络。这包括为容器分配 IP 地址。默认情况下，容器可以使用主机机的网络连接连接到外部网络。

  5. Docker 启动容器并执行 /bin/bash。由于容器以交互方式运行并连接到您的终端（由于 -i 和 -t 标志），因此您可以在 Docker 将输出记录到您的终端的同时使用键盘提供输入。

  6. 当您运行 exit 以终止 /bin/bash 命令时，容器会停止，但不会被删除。您可以再次启动它或删除它。

底层技术

Docker 使用 Go 编程语言编写，并利用 Linux 内核的几个特性来实现其功能。Docker 使用名为namespaces的技术来提供名为容器的隔离工作区。运行容器时，Docker 会为该容器创建一组命名空间。

这些命名空间提供了隔离层。容器的每个方面都在单独的命名空间中运行，并且其访问权限仅限于该命名空间。

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