Docker教程之三Docker核心概念

1 .映象

作業系統分為核心和使用者空間。對於 Linux 而言，核心啟動後，會掛載 root 檔案系統為其提供使用者空間支援。而 Docker 映象（Image），就相當於是一個 root 檔案系統。比如官方映象 ubuntu:14.04 就包含了完整的一套 Ubuntu 14.04 最小系統的 root 檔案系統。

Docker 映象是一個特殊的檔案系統，除了提供容器執行時所需的程式、庫、資源、配置等檔案外，還包含了一些為執行時準備的一些配置引數（如匿名卷、環境變數、使用者等）。映象不包含任何動態資料，其內容在構建之後也不會被改變。

2.分層儲存

映象包含作業系統完整的 root 檔案系統，其體積往往是龐大的，因此在 Docker 設計時，就充分利用 Union FS 的技術，將其設計為分層儲存的架構。所以嚴格來說，映象並非是像一個 ISO 那樣的打包檔案，映象只是一個虛擬的概念，其實際體現並非由一個檔案組成，而是由一組檔案系統組成，或者說，由多層檔案系統聯合組成。

映象構建時，會一層層構建，前一層是後一層的基礎。每一層構建完就不會再發生改變，後一層上的任何改變只發生在自己這一層。比如，刪除前一層檔案的操作，實際不是真的刪除前一層的檔案，而是僅在當前層標記為該檔案已刪除。在最終容器執行的時候，雖然不會看到這個檔案，但是實際上該檔案會一直跟隨映象。因此，在構建映象的時候，需要額外小心，每一層儘量只包含該層需要新增的東西，任何額外的東西應該在該層構建結束前清理掉。

分層儲存的特徵還使得映象的複用、定製變的更為容易。甚至可以用之前構建好的映象作為基礎層，然後進一步新增新的層，以定製自己所需的內容，構建新的映象。

3.容器

映象（Image）和容器（Container）的關係，就像是物件導向程式設計中的類和例項一樣，映象是靜態的定義，容器是映象執行時的實體。容器可以被建立、啟動、停止、刪除、暫停等。

容器的實質是程式，但與直接在宿主執行的程式不同，容器程式執行於屬於自己的獨立的 名稱空間。因此容器可以擁有自己的 root 檔案系統、自己的網路配置、自己的程式空間，甚至自己的使用者 ID 空間。容器內的程式是執行在一個隔離的環境裡，使用起來，就好像是在一個獨立於宿主的系統下操作一樣。這種特性使得容器封裝的應用比直接在宿主執行更加安全。

前面講過映象使用的是分層儲存，容器也是如此。每一個容器執行時，是以映象為基礎層，在其上建立一個當前容器的儲存層，我們可以稱這個為容器執行時讀寫而準備的儲存層為容器儲存層。

容器儲存層的生存週期和容器一樣，容器消亡時，容器儲存層也隨之消亡。因此，任何儲存於容器儲存層的資訊都會隨容器刪除而丟失。

按照 Docker 最佳實踐的要求，容器不應該向其儲存層內寫入任何資料，容器儲存層要保持無狀態化。所有的檔案寫入操作，都應該使用 資料卷（Volume）、或者繫結宿主目錄，在這些位置的讀寫會跳過容器儲存層，直接對宿主(或網路儲存)發生讀寫，其效能和穩定性更高。

資料卷的生存週期獨立於容器，容器消亡，資料卷不會消亡。因此，使用資料卷後，容器可以隨意刪除、重新 run，資料卻不會丟失。

4.倉庫

映象構建完成後，可以很容易的在當前宿主上執行，但是，如果需要在其它伺服器上使用這個映象，我們就需要一個集中的儲存、分發映象的服務，Docker Registry 就是這樣的服務。

一個 Docker Registry 中可以包含多個倉庫（Repository）；每個倉庫可以包含多個標籤（Tag）；每個標籤對應一個映象。
一般而言，一個倉庫包含的是同一個軟體的不同版本的映象，而標籤則用於對應於軟體的的不同版本。我們可以通過 <倉庫名>:<標籤> 的格式來指定具體是哪個版本的映象。如果不給出標籤，將以 latest 作為預設標籤。

以 Ubuntu 映象 為例，ubuntu 是倉庫的名字，其內包含有不同的版本標籤，如，14.04, 16.04。我們可以通過 ubuntu:14.04，或者 ubuntu:16.04 來具體指定所需哪個版本的映象。如果忽略了標籤，比如 ubuntu，那將視為 ubuntu:latest。

倉庫名經常以 兩段式路徑 形式出現，比如 jwilder/nginx-proxy，前者往往意味著 Docker Registry 多使用者環境下的使用者名稱，後者則往往是對應的軟體名。但這並非絕對，取決於所使用的具體 Docker Registry 的軟體或服務。