银河麒麟服务器操作系统运维实践 课件 18.-1 Docker容器安装与部署

Docker虚拟化篇Docker核心组件Docker底层管理Docker原理与安装overlay2

UFS与AUFSDocker镜像应用Docker的特性本章目标◆了解Docker底层架构原理◆掌握Docker虚拟化名字空间的特性，以及不同名字空间的作用◆掌握Docker的安装◆了解Docker镜像的概念，掌握Docker镜像的管理与维护◆了解Docker容器的概念，掌握Docker容器的管理与维护Docker的特性Docker介绍Docker是一个开源项目，诞生于2013年初，最初是dotCloud公司内部的项目。它基于Google公司推出的Go语言实现。项目后来加入了Linux基金会，遵从了Apache2.0协议，项目代码在GitHub上进行维护。Docker项目的目标是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案。Docker的基础是Linux容器（LXC）等技术。作为一种新兴的虚拟化方式，Docker跟传统的虚拟化方式相比具有众多的优势。首先，Docker容器的启动可以在秒级实现，这相比传统的虚拟机方式要快得多。其次，Docker对系统资源的利用率很高，一台主机上可以同时运行数千个Docker容器。具体说来，Docker在如下几个方面具有较大的优势：◆更快速的交付和部署◆更高效的虚拟化◆更轻松的迁移和扩展◆更简单的管理为什么要用Docker对开发和运维（devop）人员来说，最希望的就是一次创建或配置，可以在任意地方正常运行。开发者可以使用一个标准的镜像来构建一套开发容器，开发完成之后，运维人员可以直接使用这个容器来部署代码。Docker可以快速创建容器，快速迭代应用程序，并让整个过程全程可见，使团队中的其他成员更容易理解应用程序是如何创建和工作的。Docker容器很轻很快！容器的启动时间是秒级的，大量地节约开发、测试、部署的时间。更快速的交付和部署Docker容器几乎可以在任意的平台上运行，包括物理机、虚拟机、公有云、私有云、个人电脑、服务器等。这种兼容性可以让用户把一个应用程序从一个平台直接迁移到另外一个。Docker的兼容性和轻量特性可以很轻松的实现负载的动态管理。你可以快速扩容或方便的下线的你的应用和服务，这种速度趋近实时。高效的部署和扩容Docker对系统资源的利用率很高，一台主机上可以同时运行数千个Docker容器。容器除了运行其中应用外，基本不消耗额外的系统资源，使得应用的性能很高，同时系统的开销尽量小。传统虚拟机方式运行10个不同的应用就要起10个虚拟机，而Docker只需要启动10个隔离的应用即可。更高的资源利用率使用Docker，只需要小小的修改，就可以替代以往大量的更新工作。所有的修改都以增量的方式被分发和更新，从而实现自动化并且高效的管理。对比传统虚拟机总结：更简单的管理Docker核心组件命名空间（Namespaces）、控制组（ControlGroups）和联合文件系统（UnionFileSystem）为底层提供的实现，Docker将其封装，开发者并不直接操作。在Docker中，另外提供出了一些软件层面的概念，是操作Docker所针对的对象。它们分别是：镜像（Image）、容器（Container）、网络（Network）、数据卷（Volume）。四大对象镜像（Image）是其他虚拟化技术（特别是虚拟机）中常常被使用的一个概念，所谓镜像，可以理解为一个只读的文件包，其中包含了虚拟环境运行最原始文件系统的内容。Docker的镜像与虚拟机中的镜像还是有一定区别的。Docker是利用了AUFS作为底层文件系统实现，通过这种方式，Docker实现了一种增量式的镜像结构。每次对镜像内容的修改，Docker都会将这些修改铸造成一个镜像层，而一个镜像其实就是由其下层所有的镜像层所组成的。每一个镜像层单独拿出来，与它之下的镜像层都可以组成一个镜像。另外，由于这种结构，Docker的镜像实质上是无法被修改的，因为所有对镜像的修改只会产生新的镜像，而不是更新原有的镜像。镜像镜像容器（Container），用来隔离虚拟环境的基础设施，而在Docker里，被引申为隔离出来的虚拟环境。如果把镜像理解为编程中的类，那么容器就可以理解为类的实例。

镜像内存放的是不可变化的东西，当以它们为基础的容器启动后，容器内也就成为了一个「活」的空间。用更官方的定义，Docker的容器应该有三项内容组成：◆

一个Docker镜像◆

一个程序运行环境◆

一个指令集合容器对于大部分程序来说，它们的运行都不是孤立的，而是与其他程序进行交互，绝大多数情况下指的就是数据信息的交换，网络通讯是目前最常用的一种程序间的数据交换方式了。在Docker中，实现了强大的网络功能，不但能够十分轻松的对每个容器的网络进行配置，还能在容器间建立虚拟网络，将数个容器包裹其中，同时与其他网络环境隔离。网络除了网络之外，文件也是重要的进行数据交互的资源。为了保证数据的独立性，通常会单独挂载一个文件系统来存放数据。这种操作在虚拟机中是繁琐的，因为不但要搞定挂载在不同宿主机中实现的方法，还要考虑挂载文件系统兼容性，虚拟操作系统配置等问题。值得庆幸的是，这些在Docker里都已经轻松的实现了，只需要简单的一两个命令或参数，就能完成文件系统目录的挂载。简单的实现挂载，主要还是得益于Docker底层的Unio