小學生也能讀懂的Docker入門教程

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Docker 是 Golang 編寫的， 自 2013 年推出以來，受到越來越多的開發者的關注。如果你關注最新的技術發展，那麼你一定聽說過 Docker。不管是雲服務還是微服務（Microservices），越來越多的廠商都開始基於 Docker 作為基礎設施自動化的工具。那麼什麼是 Docker？Docker與傳統的虛擬機器有什麼區別？為何要採用 Docker？如何使用 Docker？

本文，就針對上述提到的問題，來簡單介紹下 Docker。

什麼是 Docker

Docker 是開源的應用容器引擎。

Docker 可以讓你將所有應用軟體以及它的以來打包成軟體開發的標準化單元。

Docker 容器將軟體以及它執行安裝所需的一切檔案（程式碼、執行時、系統工具、系統庫）打包到一起，這就保證了不管是在什麼樣的執行環境，總是能以相同的方式執行。就好像 Java 虛擬機器一樣，“一次編寫，到處執行（Write once, run anywhere）”，而 Docker 是“一次構建，到處執行（Build once，run anywhere）”。

    Docker 是一種“容器即服務”（Docker Containers as a Service ，簡稱 CaaS），使得開發和IT運營團隊可以對於應用的構建、釋出、執行更加敏捷和可控。

    概括的說： Docker 是為開發人員和系統管理員用於構建、釋出、並執行分散式應用程式的開放式平臺。該平臺由 Docker 引擎（一個便攜、輕巧的執行時和打包工具） 和 Docker Hub （一個共享應用程式和自動化工作流的雲服務）等組成。Docker 可以使應用程式從元件迅速組裝並消除了開發、質量保證和生產環境之間的摩擦問題。這樣一來，IT部門可以更快地釋出，而這些應用程式不管是執行在膝上型電腦、資料中心的虛擬機器，還是任何的雲，其執行過程和結果都是一致的。

    我們再來看下 Docker 的 Logo 。很明顯，這是一隻鯨魚，它託著許多集裝箱。我們可以把宿主機可當做這隻鯨魚，把相互隔離的容器可看成集裝箱，每個集裝箱中都包含自己的應用程式。這 Logo 簡直的太形象了！

Docker 的優點

• 輕量級：所有容器在一臺機器上共享同一個作業系統核心，這樣他們立即開始，並更有效地利用記憶體。Image 是從分層檔案系統的構建，這樣他們能夠共享公共檔案，使得磁碟使用率和 Image 的下載更加高效。

• 開放：Docker 容器是基於開發的標準，允許容器執行在主流的 Linux 釋出版和 Microsoft 作業系統作為所有的基礎設施。

• 安全：容器使得應用程式彼此隔離，而基礎架構同時為應用程式提供了額外的保護層。

Docker 與 虛擬機器的區別

    容器與虛擬機器有著類似的資源隔離和分配的優點，但不同的架構方法使容器能夠更加便攜，高效等。

虛擬機器的架構

每個虛擬機器都包括應用程式、必要的二進位制檔案和庫以及一個完整的客戶作業系統(Guest OS)，儘管它們被分離，它們共享並利用主機的硬體資源，將近需要十幾個 GB 的大小。

容器的架構

容器包括應用程式及其所有的依賴，但與其他容器共享核心。它們以獨立的使用者空間程式形式執行在主機作業系統上。他們也不依賴於任何特定的基礎設施，Docker 容器可以執行在任何計算機上，任何基礎設施和任何雲上。

Docker 的容器利用了 LXC，管理利用了 namespaces 來做許可權的控制和隔離，cgroups 來進行資源的配置，並且還透過 aufs 來進一步提高檔案系統的資源利用率，而這些技術都不是 Docker 獨創。

LXC

LXC 與虛擬機器的不同之處在於，它是一個作業系統級別的虛擬化環境，而不是硬體虛擬化環境。他們都做同樣的事情，但 LXC 是作業系統級別的虛擬化環境，虛擬環境有它自己的程式和網路空間，而不是建立一個完整成熟的虛擬機器。因此，一個 LXC 虛擬作業系統具有最小的資源需求，並啟動只需幾秒鐘。

正如你可以在下圖中看到的，左側是 LXC 虛擬的 Ubuntu ，預設安裝使用 11 MB 大小。

Docker 與 Microservices 的關係

Microservices（微服務） 依賴於“基礎設施自動化”，而 Docker 正是“基礎設施自動化”的利器。可以說 Docker 的火爆，一定程度上也帶動了微服務架構的興起，而微服務的廣泛應用也促進了 Docker 繁榮。可以說兩者相輔相成。

為什麼要用 Docker

• 開發更加敏捷：Docker 讓開發人員可以自由定義環境，建立和部署的應用程式更快、更容易，IT 運維人員快速應對變化也更加靈活性。

• 更加可控：Docker 使得開發人員儲存從基礎設施到應用的程式碼，幫助 IT 運維人管理擁有標準的、安全的、可擴充套件的操作環境。

• 高可移植性：Docker 允許自由選擇，可以是從膝上型電腦到一個團隊，從私人基礎設施到公共雲提供商。

這樣，你可以專注於開發應用，其他的繁瑣事交給 Docker 去做吧。

如何使用 Docker

這可真是一個大話題，如果完整闡述足夠寫一本書了。好在我們的目的是做入門普及，因此我們就簡單講一下 Docker 的安裝、基本使用和常用命令。

Docker安裝

建議在linux環境下安裝Docker，window環境搭建比較複雜且容易出錯，使用Centos7+yum來安裝Docker環境很方便。

Docker 軟體包已經包括在預設的 CentOS-Extras 軟體源裡。因此想要安裝 docker，只需要執行下面的 yum 命令：

yum install docker

安裝完成後，使用下面的命令來啟動 docker 服務，並將其設定為開機啟動：

service docker start
chkconfig docker on

LCTT 譯註：此處採用了舊式的 sysv 語法，如採用CentOS 7中支援的新式 systemd 語法，如下：

service docker start
chkconfig docker on

測試

docker version

輸入上述命令，返回docker的版本相關資訊，證明docker安裝成功。

Hello World

下面，我們透過最簡單的 image 檔案"hello world"，感受一下 Docker。

因為國內連線 Docker 的官方倉庫很慢，因此我們在日常使用中會使用Docker 中國加速器。透過 Docker 官方映象加速，中國區使用者能夠快速訪問最流行的 Docker 映象。該映象託管於中國大陸，本地使用者現在將會享受到更快的下載速度和更強的穩定性，從而能夠更敏捷地開發和交付 Docker 化應用。

Docker 中國官方映象加速可透過 registry.docker-cn.com訪問。該映象庫只包含流行的公有映象，私有映象仍需要從美國映象庫中拉取。

修改系統中docker對應的配置檔案即可，如下：

vi /etc/docker/daemon.json
#新增後
{
"registry-mirrors": ["],
"live-restore": true
}

執行下面的命令，將 image 檔案從倉庫抓取到本地。

docker pull library/hello-world

上面程式碼中，docker image pull是抓取 image 檔案的命令。library/hello-world是 image 檔案在倉庫裡面的位置，其中library是 image 檔案所在的組，hello-world是 image 檔案的名字。

抓取成功以後，就可以在本機看到這個 image 檔案了。

docker images
#顯示結果
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
docker.io/hello-world latest f2a91732366c 3 months ago 1.848 kB

現在，執行這個 image 檔案。

docker run hello-world
#顯示結果
Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.
...

輸出這段提示以後，hello world就會停止執行，容器自動終止。有些容器不會自動終止，因為提供的是服務，比如Mysql映象等。

常用命令

除過以上我們使用的Docker命令外，Docker還有一些其它常用的命令。

拉取docker映象

docker pull image_name

檢視宿主機上的映象，Docker映象儲存在/var/lib/docker目錄下:

docker images

刪除映象

docker rmi docker.io/tomcat:7.0.77-jre7 或者 docker rmi b39c68b7af30

檢視當前有哪些容器正在執行

docker ps

檢視所有容器

docker ps -a

啟動、停止、重啟容器命令：

docker start container_name/container_id
docker stop container_name/container_id
docker restart container_name/container_id

後臺啟動一個容器後，如果想進入到這個容器，可以使用attach命令：

docker attach container_name/container_id

刪除容器的命令

docker rm container_name/container_id

檢視當前系統Docker資訊

docker info

從Docker hub上下載某個映象:

docker pull centos:latest
docker pull centos:latest

執行docker pull centos會將Centos這個倉庫下面的所有映象下載到本地repository。