解决的问题

软件开发最大的麻烦事之一就是环境配置。计算机的环境都不相同，为了保证软件能在不同的机器上正常运行必须保证两件事：

  • 操作系统的设置
  • 各种库和组件的安装

比如安装一个dotnetCore 应用，计算机必须有dotnetSDK，还必须有各种依赖，可能还要配置环境变量。而且换一台机器就要重新配置一遍。能不能做到软件可以带环境安装？也就是说，安装的时候，把原始环境一模一样地复制过来。

“在我的机器可以运行”（It works on my machine），言下之意就是，其他机器很可能跑不了

虚拟机

虚拟机（virtual machine）就是带环境安装的一种解决方案。它可以在一种操作系统里面运行另一种操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Linux 系统。应用程序对此毫无感知，因为虚拟机看上去跟真实系统一模一样，而对于底层系统来说，虚拟机就是一个普通文件不需要了就删掉，对其他部分毫无影响。

虽然可以通过虚拟机还原软件的原始环境。但是这个方案有几个缺点：

  • 资源占用多：虚拟机会独占一部分内存和硬盘空间。它运行的时候其他程序就不能使用这些资源了。哪怕虚拟机里面的应用程序，真正使用的内存只有1MB，虚拟机依然需要几百 MB 的内存才能运行
  • 冗余步骤多：虚拟机是完整的操作系统，一些系统级别的操作步骤，往往无法跳过，比如用户登录
  • 启动慢：启动操作系统需要多久，启动虚拟机就需要多久。可能要等几分钟，应用程序才能真正运行

    Linux 容器

    由于虚拟机存在这些缺点，Linux 发展出了另一种虚拟化技术：Linux 容器（ Linux Containers 缩写为 LXC ）Linux 容器不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。或者说，在正常进程的外面套了一个保护层。对于容器里面的进程来说，它接触到的各种资源都是虚拟的，从而实现与底层系统的隔离。

由于容器是进程级别的，相比虚拟机有很多优势：

  • 启动快：容器里面的应用，直接就是底层系统的一个进程而不是虚拟机内部的进程。所以启动容器相当于启动本机的一个进程，而不是启动一个操作系统，速度就快很多
  • 资源占用少：容器只占用需要的资源，不占用没有用到的资源；虚拟机由于是完整的操作系统，不可避免要占用所有资源。另外，多个容器可以共享资源，虚拟机都是独享资源
  • 体积小：容器只要包含用到的组件即可，而虚拟机是整个操作系统的打包 所以容器文件比虚拟机文件要小很多

总之，容器有点像轻量级的虚拟机，能够提供虚拟化的环境，但是成本开销小得多

下图比较了 Docker 和传统虚拟化方式的不同之处。传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统，在该系统上再运行所需应用进程；而容器内的应用进程直接运行于宿主的内核，容器内没有自己的内核，而且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更为轻便。

1.1 【Docker基础】概念及安装教程 - 图1
1.1 【Docker基础】概念及安装教程 - 图2

Docker 概念

Docker 属于 Linux 容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口。它是目前最流行的 Linux 容器解决方案

Docker 将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里面。运行这个文件，就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行，就好像在真实的物理机上运行一样。有了 Docker就不用再担心环境问题。

Docker 使用 Google 公司推出的 Go 语言 进行开发实现，基于 Linux 内核的 cgroup，namespace，以及 OverlayFS 类的 Union FS 等技术，对进程进行封装隔离，属于 操作系统层面的虚拟化技术。由于隔离的进程独立于宿主和其它的隔离的进程，因此也称其为容器。最初实现是基于 LXC，从 0.7 版本以后开始去除 LXC，转而使用自行开发的 libcontainer，从 1.11 版本开始，则进一步演进为用 runC 和 containerd。

Docker 优点

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

  • 更高效的利用系统资源：由于容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销，Docker 对系统资源的利用率更高。无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度，都要比传统虚拟机技术更高效。因此，相比虚拟机技术，一个相同配置的主机，往往可以运行更多数量的应用

  • 更快速的启动：传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟，而 Docker 容器应用，由于直接运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。大大的节约了开发、测试、部署的时间

  • 一致的运行环境：开发过程中一个常见的问题是环境一致性问题。由于开发环境、测试环境、生产环境不一致，导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。而 Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境，确保了应用运行环境一致性，从而不会再出现 「这段代码在我机器上没问题啊」 这类问题

  • 持续交付和部署：对开发和运维（DevOps）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。使用 Docker 可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。开发人员可以通过 Dockerfile 来进行镜像构建，并结合 持续集成(Continuous Integration) 系统进行集成测试，而运维人员则可以直接在生产环境中快速部署该镜像，甚至结合 持续部署(Continuous Delivery/Deployment) 系统进行自动部署。而且使用 Dockerfile 使镜像构建透明化，不仅仅开发团队可以理解应用运行环境，也方便运维团队理解应用运行所需条件，帮助更好的生产环境中部署该镜像

  • 更轻松的迁移：由于 Docker 确保了执行环境的一致性，使得应用的迁移更加容易。Docker 可以在很多平台上运行，无论是物理机、虚拟机、公有云、私有云其运行结果是一致的。因此可以很轻易的将在一个平台上运行的应用，迁移到另一个平台上，而不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况

  • 更轻松的维护和扩展：Docker 使用的分层存储以及镜像的技术，使得应用重复部分的复用更为容易，也使得应用的维护更新更加简单，基于基础镜像进一步扩展镜像也变得非常简单。此外Docker 团队同各个开源项目团队一起维护了一大批高质量的 官方镜像，既可以直接在生产环境使用，又可以作为基础进一步定制，大大的降低了应用服务的镜像制作成本

Docker对比传统虚拟机总结

特性 容器 虚拟机
启动 秒级 分钟级
硬盘使用 一般为 MB 一般为 GB
性能 接近原生 弱于
系统支持量 单机支持上千个容器 一般几十个

Docker 组成

Docker 使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式 使用远程API来管理和创建Docker容器。Docker 容器（Container）通过 Docker 镜像（Image）来创建，二者之间的关系类似于面向对象中的对象与类。

Docker由三个基本概念组成

  • 仓库（Repository）
    Docker用于存放镜像文件的仓库
  • 镜像（Image）
    Image是构建容器的源代码，是一个只读的模板。由一层一层的文件系统组成的类似于虚拟机的镜像
  • 容器(Container）
    Container是由Docker镜像创建的运行实例，类似于虚拟机。容器之间是相互隔离的，包含特定的应用及其所需的依赖文件

    注：Docker Hub是Docker公司提供的一个注册服务器（Register）来保存多个仓库，每个仓库又可以包含多个具备不同tag的镜像

Docker 安装（Centos）

Docker 是一个开源的商业产品，有两个版本：社区版（Community Edition，缩写为 CE）和企业版（Enterprise Edition，缩写为 EE）。企业版包含了一些收费服务，个人开发者一般用不到。

环境准备

官方建议 Centos7 Linux 内核需要3.10以上

注：使用 root 用户登录执行命令前无需加sudo，非 root 的所有命令前面要加 sudo

查看内核版本

  1. [root@wangpengliang ~]# uname -r
  2. 3.10.0-1160.25.1.el7.x86_64

卸载旧版本（如果之前安装过才需要）

1)：查看当前docker状态，如果是运行状态则停掉

  1. systemctl status docker
  2. systemctl stop docker

2)：查看yum安装的docker文件包

  1.  yum list installed |grep docker

3)：查看docker相关的rpm源文件

  1. rpm -qa |grep docker

4)：删除所有安装的docker文件包

  1.  yum -y remove docker.x86_64

其他docker相关的安装包同样删除，删完之后再查看下docker rpm源

  1. rpm -qa |grep docker

5)：删除docker的镜像文件，默认在**/var/lib/docker**目录下

  1. rm -rf /var/lib/docker

Yum安装

更新 yum 包

可选项：如之后出现不兼容的情况的话就必须执行

  1. yum -y update

安装必要系统工具

yum-util 提供yum-config-manager功能，另外两个是devicemapper驱动依赖的

  1. yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

设置 yum 源

下面两个都可用

  1. yum-config-manager --add-repo http://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
  2. yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

查看可用版本

  1. [root@wangpengliang ~]# yum list docker-ce --showduplicates | sort -r
  2. 已加载插件：fastestmirror
  3. 可安装的软件包
  4.  * updates: mirrors.163.com
  5. Loading mirror speeds from cached hostfile
  6.  * extras: mirrors.163.com
  7. docker-ce.x86_64            3:20.10.6-3.el7                     docker-ce-stable
  8. docker-ce.x86_64            3:20.10.5-3.el7                     docker-ce-stable
  9. docker-ce.x86_64            3:20.10.4-3.el7                     docker-ce-stable
  10. docker-ce.x86_64            3:20.10.3-3.el7                     docker-ce-stable
  11. docker-ce.x86_64            3:20.10.2-3.el7                     docker-ce-stable
  12. docker-ce.x86_64            3:20.10.1-3.el7                     docker-ce-stable
  13. docker-ce.x86_64            3:20.10.0-3.el7                     docker-ce-stable
  14. docker-ce.x86_64            3:19.03.9-3.el7                     docker-ce-stable
  15. docker-ce.x86_64            3:19.03.8-3.el7                     docker-ce-stable
  16. docker-ce.x86_64            3:19.03.7-3.el7                     docker-ce-stable
  17. docker-ce.x86_64            3:19.03.6-3.el7                     docker-ce-stable
  18. docker-ce.x86_64            3:19.03.5-3.el7                     docker-ce-stable
  19. docker-ce.x86_64            3:19.03.4-3.el7                     docker-ce-stable
  20. docker-ce.x86_64            3:19.03.3-3.el7                     docker-ce-stable
  21. docker-ce.x86_64            3:19.03.2-3.el7                     docker-ce-stable
  22. docker-ce.x86_64            3:19.03.15-3.el7                    docker-ce-stable
  23. docker-ce.x86_64            3:19.03.14-3.el7                    docker-ce-stable
  24. docker-ce.x86_64            3:19.03.1-3.el7                     docker-ce-stable
  25. docker-ce.x86_64            3:19.03.13-3.el7                    docker-ce-stable
  26. docker-ce.x86_64            3:19.03.12-3.el7                    docker-ce-stable
  27. docker-ce.x86_64            3:19.03.11-3.el7                    docker-ce-stable
  28. docker-ce.x86_64            3:19.03.10-3.el7                    docker-ce-stable
  29. docker-ce.x86_64            3:19.03.0-3.el7                     docker-ce-stable
  30. docker-ce.x86_64            3:18.09.9-3.el7                     docker-ce-stable
  31. docker-ce.x86_64            3:18.09.8-3.el7                     docker-ce-stable
  32. docker-ce.x86_64            3:18.09.7-3.el7                     docker-ce-stable
  33. docker-ce.x86_64            3:18.09.6-3.el7                     docker-ce-stable
  34. docker-ce.x86_64            3:18.09.5-3.el7                     docker-ce-stable
  35. docker-ce.x86_64            3:18.09.4-3.el7                     docker-ce-stable
  36. docker-ce.x86_64            3:18.09.3-3.el7                     docker-ce-stable
  37. docker-ce.x86_64            3:18.09.2-3.el7                     docker-ce-stable
  38. docker-ce.x86_64            3:18.09.1-3.el7                     docker-ce-stable
  39. docker-ce.x86_64            3:18.09.0-3.el7                     docker-ce-stable
  40. docker-ce.x86_64            18.06.3.ce-3.el7                    docker-ce-stable
  41. docker-ce.x86_64            18.06.2.ce-3.el7                    docker-ce-stable
  42. docker-ce.x86_64            18.06.1.ce-3.el7                    docker-ce-stable
  43. docker-ce.x86_64            18.06.0.ce-3.el7                    docker-ce-stable
  44. docker-ce.x86_64            18.03.1.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  45. docker-ce.x86_64            18.03.0.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  46. docker-ce.x86_64            17.12.1.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  47. docker-ce.x86_64            17.12.0.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  48. docker-ce.x86_64            17.09.1.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  49. docker-ce.x86_64            17.09.0.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  50. docker-ce.x86_64            17.06.2.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  51. docker-ce.x86_64            17.06.1.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  52. docker-ce.x86_64            17.06.0.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  53. docker-ce.x86_64            17.03.3.ce-1.el7                    docker-ce-stable
  54. docker-ce.x86_64            17.03.2.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  55. docker-ce.x86_64            17.03.1.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  56. docker-ce.x86_64            17.03.0.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
  57.  * centos-sclo-sclo: mirrors.163.com
  58.  * centos-sclo-rh: mirrors.163.com
  59.  * base: mirrors.163.com

选择版本并安装

yum install docker-ce-版本号

  1. yum -y install docker-ce-20.10.6

image.png

启动并设置开机自启

  1. systemctl start docker && systemctl enable docker

查看安装版本

  1. [root@wangpengliang ~]# docker version
  2. Client: Docker Engine - Community
  3.  Version:           20.10.6
  4.  API version:       1.41
  5.  Go version:        go1.13.15
  6.  Git commit:        370c289
  7.  Built:             Fri Apr  9 22:45:33 2021
  8.  OS/Arch:           linux/amd64
  9.  Context:           default
  10.  Experimental:      true
  12. Server: Docker Engine - Community
  13.  Engine:
  14.   Version:          20.10.6
  15.   API version:      1.41 (minimum version 1.12)
  16.   Go version:       go1.13.15
  17.   Git commit:       8728dd2
  18.   Built:            Fri Apr  9 22:43:57 2021
  19.   OS/Arch:          linux/amd64
  20.   Experimental:     false
  21.  containerd:
  22.   Version:          1.4.4
  23.   GitCommit:        05f951a3781f4f2c1911b05e61c160e9c30eaa8e
  24.  runc:
  25.   Version:          1.0.0-rc93
  26.   GitCommit:        12644e614e25b05da6fd08a38ffa0cfe1903fdec
  27.  docker-init:
  28.   Version:          0.19.0
  29.   GitCommit:        de40ad0

测试运行

由于本地没有hello-world这个镜像，正常情况下会下载一个hello-world的镜像并在容器内运行

  1. docker run hello-world

脚本安装

必备条件

  1. 使用 sudo 或 root 权限登录 Centos
  2. 确保 yum 包更新到最新

    执行安装脚本

    执行脚本会添加 docker.repo 源并安装 Docker

  1. curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
  2. sh get-docker.sh

启动进程

  1. systemctl start docker

测试运行

  1. sudo docker run hello-world