Docker 入门介绍

Docker 入门介绍

什么是Docker？

那么Docker有什么用呢？对于运维来说，Docker提供了一种可移植的标准化部署过程，使得规模化、自动化、异构化的部署成为可能甚至是轻松简单的事情；而对于开发者来说，Docker提供了一种开发环境的管理方法，包括映像、构建、共享等功能。

Docker vs. VM

从下图可以看出，VM是一个运行在宿主机之上的完整的操作系统，VM运行自身操作系统会占用较多的CPU、内存、硬盘资源。Docker不同于VM，只包含应用程序以及依赖库，基于libcontainer运行在宿主机上，并处于一个隔离的环境中，这使得Docker更加轻量高效，启动容器只需几秒钟之内完成。由于Docker轻量、资源占用少，使得Docker可以轻易的应用到构建标准化的应用中。但Docker目前还不够完善，比如隔离效果不如VM，共享宿主机操作系统的一些基础库等；网络配置功能相对简单，主要以桥接方式为主；查看日志也不够方便灵活。

Docker组件

Docker是CS架构，主要由下面三部分组成：

了解了Docker的组成，再来了解一下Docker的两个主要概念：

Docker image：镜像是只读的，镜像中包含有需要运行的文件。镜像用来创建container，一个镜像可以运行多个container；镜像可以通过Dockerfile创建，也可以从Docker hub/registry上下载。Docker container：容器是Docker的运行组件，启动一个镜像就是一个容器，容器是一个隔离环境，多个容器之间不会相互影响，保证容器中的程序运行在一个相对安全的环境中。

Docker网络

Docker的网络功能相对简单，没有过多复杂的配置，Docker默认使用birdge桥接方式与容器通信，启动Docker后，宿主机上会产生docker0这样一个虚拟网络接口， docker0不是一个普通的网络接口， 它是一个虚拟的以太网桥，可以为绑定到docker0上面的网络接口自动转发数据包，这样可以使容器与宿主机之间相互通信。每次Docker创建一个容器，会产生一对虚拟接口，在宿主机上执行ifconfig，会发现多了一个类似veth****这样的网络接口，它会绑定到docker0上，由于所有容器都绑定到docker0上，容器之间也就可以通信。

在宿主机上执行ifconfig，会看到docker0这个网络接口， 启动一个container，再次执行ifconfig, 会有一个类似veth****的interface，每个container的缺省路由是宿主机上docker0的ip，在container中执行netstat -r可以看到如下图所示内容：

容器中的默认网关跟docker0的地址是一样的：

当容器退出之后，veth*虚拟接口也会被销毁。

除bridge方式，Docker还支持host、container、none三种网络通信方式，使用其它通信方式，只要在Docker启动时，指定--net参数即可，比如:

host方式可以让容器无需创建自己的网络协议栈，而直接访问宿主机的网络接口，在容器中执行ip addr会发现与宿主机的网络配置是一样的，host方式让容器直接使用宿主机的网络接口，传输数据的效率会更加高效，避免bridge方式带来的额外开销，但是这种方式也可以让容器访问宿主机的D-bus等网络服务，可能会带来意想不到的安全问题，应谨慎使用host方式；container方式可以让容器共享一个已经存在容易的网络配置； none方式不会对容器的网络做任务配置，需要用户自己去定制。

Docker生态

随着Docker迅速火遍全球， 以Docker为基础的生态系统也迅速的发展起来，从以部署和运行container为基础的CoreOS到各种各样的管理工具和PaaS软件，Docker以及生态产品都在迅猛发展，以下介绍几个代表性的软件。

首先介绍CoreOS，它的出现极大地推动了Docker技术的推广和发展，CoreOS是专门为大规模服务部署而设计的一种新的Linux发行版，通过运行轻量级的容器方便扩展和维护大规模的服务。它具有以下特点：

CoreOS使用container管理服务(容器即服务)，即以容器的角度去管理服务，服务的代码和依赖都打包到容器里，打包后的容器直接在CoreOS上运行管理。通过容器用户不再需要关注虚拟机环境等，极大地降低了服务和系统环境的耦合性。另外部署在CoreOS的多个容器都运行在各自独立的环境中，不会相互影响。CoreOS专门为cluster等大规模部署而设计，提供了Etcd进行服务发现，以及Fleet管理容器保证服务可用。CoreOS更加精简，比如RAM使用比普通Linux低40%。CoreOS采用双分区模式(Dual-Partition)，主分区为主动模式，负责系统运行，被动模式分区负责系统更新，更新时将整个CoreOS系统下载下来。

CoreOS是为集群服务而设计的，提供了Etcd、Fleet等管理工具管理容器和服务。Etcd是一种类似Zookeeper的分布式key/value存储服务，用于服务发现和配置管理。Fleet是容器管理工具，保证服务的可用性，当某个机器的服务不可用时，Fleet会将服务迁移到其它机器上运行。

Docker生态中还有一个非常重要的容器管理工具--Kubernetes，它是Google开源的用于在集群环境中管理、维护、自动扩展容器，通过Kubernetes可以很方便地在多个机器上管理和部署容器服务。现在已经得到IBM、Microsoft、RedHat等多个大公司的支持。

在Kubernetes中pod是一个基本单元，一个pod可以是提供相同功能的多个container，这些容器会被部署在同一个minion上。Replication controller定义了多个pod或者容器需要运行，如果当前集群中运行的pod或容器达不到配置的数量，replication controller会调度容器在多个minion上运行，保证集群中的pod数量。service则定义真实对外提供的服务，一个service会对应后端运行的多个container。Kubernetes的架构由一个master和多个minion组成，master通过api提供服务，接受kubectl的请求来调度管理整个集群。minion是运行Kubelet的机器，它接受master的指令创建pod或者容器。

参考