Docker 简介
Docker 功能:
- Docker 是一款可以将程序和环境打包并运行的工具软件。
- 通过 Docker,可以将程序及其依赖环境打包,确保在不同操作系统上一致的运行效果。
环境一致性问题:
- 程序依赖于特定的环境,不同操作系统和配置会导致程序运行结果不同。
- Docker 通过打包程序和环境,解决了环境依赖问题。
Docker 基础概念
基础镜像(Base Image):
- 基础镜像是包含操作系统用户空间部分和程序语言依赖的文件系统、依赖库和配置的压缩包。
- 例如,
python:3.9
镜像包含 Python 3.9 解释器。
Dockerfile:
- Dockerfile 是一个文本文件,包含一系列命令,用于构建容器镜像。
- 例如:
FROM python:3.9 WORKDIR /app COPY requirements.txt . RUN yum install gcc RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt COPY . /app CMD ["python", "app.py"]
容器镜像(Container Image):
- 容器镜像是 Dockerfile 构建的结果,包含环境和应用程序的打包文件。
- 通过
docker build
命令构建。
Registry:
- Registry 是镜像仓库,用于存储和管理 Docker 镜像。
- 通过
docker push
和docker pull
命令与 Registry 交互。
容器与虚拟机的区别
容器:
- 容器是独立的环境和应用程序的运行实例。
- 容器利用 Namespace 和 Cgroup 技术,看起来像独立操作系统,但实际上共享宿主机的内核。
虚拟机:
- 虚拟机包含完整的操作系统,资源占用更多,启动时间更长。
- 容器相比虚拟机更轻量级,启动更快。
Docker 架构原理
Client/Server 架构:
- Docker-cli(客户端)通过命令行与 Docker daemon(服务器)交互。
- Docker daemon 通过 RESTful API 接收命令并执行。
Docker Daemon:
- 包含 Docker Server 和 Engine 两层。
- Docker Server 提供 HTTP 服务,Engine 层负责创建和管理容器。
Docker 相关工具
Docker Compose:
- 用于管理多个容器组成的服务的部署。
- 通过 YAML 文件定义服务,使用
docker-compose up
命令一键部署。
Docker Swarm:
- 用于在多台服务器上部署和管理容器服务的集群。
- 支持服务的迁移和扩缩容。
Docker 与 Kubernetes(k8s)
关系:
- Docker 解决单个容器的部署问题。
- Docker Compose 解决多个容器组成的服务的部署问题。
- Docker Swarm 解决多台服务器上的服务部署问题。
- Kubernetes(k8s)是 Docker Swarm 的竞品,兼容 Docker 容器,实现更高级的容器编排调度。
Kubernetes 功能:
- 在多台 Node 服务器上调度 Pod,进行部署和扩缩容。
- Pod 内部可以包含多个容器,每个容器是一个服务进程。
总结
- Docker 是一个将程序和环境打包并运行的工具软件。
- Docker 容器是自带独立运行环境的特殊进程,底层使用宿主机的操作系统内核。
- Docker 通过 Dockerfile 描述依赖关系,构建镜像,存储和分发镜像,启动容器,解决环境依赖问题。
- Docker Compose、Docker Swarm 和 Kubernetes 是 Docker 的扩展工具,分别解决不同层面的服务部署和容器编排问题。