Docker为什么出现?

一款产品从开发到上线,从操作系统,到运行环境,再到应用配置。作为开发+运维之间的协作我们需要关心很多东西,这也是很多互联网公司都不得不面对的问题,特别是各种版本的迭代之后,不同版本环境的兼容,对运维人员是极大的考验。

环境配置如此麻烦,换一台机器,就要重来一次,费力费时。很多人想到,能不能从根本上解決问题,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。解決开发人员说的“在我的机器上可正常工作的问题”。

之前在服务器配置一个应用的运行环境,要安装各种软件,就拿一个基本的工程项目的环境来说吧,Java/ Tomcat/ MYSQL/JDBC驱动包等。安装和配置这些东西有多麻烦就不说了,它还不能跨平台。假如我们是在 Windows上安装的这些环境,到了 Linux又得重新装。况且就算不跨操作系统,换另一台同样操作系统的服务器,要移植应用也是非常麻烦的。

传统上认为,软件编码开发/测试结束后,所产出的成果即是程序或是能够编译执行的二进制字节码文件等(java为例)·而为了让这些程序可以顺利执行,开发团队也得准备完整的部署文件,让维运团队得以部署应用程序,开发团队需要清楚的告诉运维部署团队,用的全部配置文件+所有软件环境。不过,即便如此,仍然常常发生部署失败的状况。

Docker之所以发展如此迅速,也是因为它对此给出了一个标准化的解决方案。

Docker镜像的设计,使得 Docker得以打破过去「程序即应用」的观念。通过Docker镜像(images)将应用程序所需要的系统环境,由下而上打包,达到应用程序跨平台间的无继接轨运作。

Docker理念

Docker是基于Go语言实现的云开源项目。

Docker的主要目标是”Buid, Ship and Run Any App, Anywhere”,也就是通过对应用组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理,使用户的APP(可以是一个WEB应用或数据库应用等等)及具运行环境能够做到“一次封装,到处运行”。

Linux容器技术的出现就解決了这样一个问题,而 Docker就是在它的基础上发展过来的,将应用运行在 Docker容器上面,而Docker容器在任何操作系统上都是一致的,这就实现了跨平台、跨服务器,只需要一次配置好环境,换到别的机子上就可以一键部署好,大大简化了操作。

Docker核心思想:隔离

Docker的历史

2014年4月9日 Docker1.0发布

容器出现之前,我们都使用虚拟机。Docker也是一种虚拟化技术,相比之下,Docker非常轻巧。一般来说镜像中只有最核心的环境,体量小,启动快。

Docker是基于Go语言开发的开源项目

官方文档:https://docs.docker.com/

dockerhub:https://registry.hub.docker.com/

Docker能做什么

容器化技术不是模拟一个完整的操作系统

传统虚拟机的缺点:1.资源占用多;2.冗余步骤多;3.启动慢。

比较Docker和虚拟机技术的不同

  • 传统虚拟机是虚拟出一套硬件,运行一个完整的操作系统,然后在这个系统上安装和运行软件。(传统虚拟机里的资源都不一定用得完,但是他又占用了宿主机的大量资源。)
  • 容器内的应用直接运行在宿主机上,容器时没有自己的内核,也没有进行硬件的虚拟,因此容器比虚拟机更轻便。
  • 每个容器是相互隔离,每个容器都有一个属于自己的文件系统,容器之间进程互不影响。

DevOps

  • 更快速的应用交付和部署

传统的应用开发完成后,需要提供一堆安装程序和配置说明文档,安装部署后需根据配置文档进行繁杂的配置才能正常运行。 容器化之后只需要交付少量容器镜像文件,在正式生产环境加载镜像并运行即可,应用安装配置在镜像里已经内置好,大大节省部署配置和测试验证时间

  • 更便捷的升级和扩缩容

随着微服务架构和 Docker的发展,大量的应用会通过微服务方式架构,应用的开发构建将变成搭乐高积木一样,每个 Docker容器将变成一块积木,应用的升级将变得非常容易。当现有的容器不足以支撑业务处理时,可通过镜像运行新的容器进行快速扩容,使应用系统的扩容从原先的天级变成分钟级甚至秒级。

  • 更简单的系统运维

应用容器化运行后,生产环境运行的应用可与开发、测试环境的应用高度一致,容器会将应用程序相关的环境和状态完全封装起来,不会因为底层基础架构和操作系统的不一致性给应用带来影响,产生新的BUG。当出现程序异常时,也可以通过测试环境的相同容器进行快速定位和修复。

  • 更高效的计算资源利用

Docker是内核级虛拟化,其不像传统的虚拟化技术一样需要额外的 Hypervisor(管理程序)支持,所以在一台物理机上可以运行很多个容器实例,可大大提升物理服务器的CPU和内存的利用率

Docker原理

Docker是怎么工作的?

回顾一下运行流程

Docker概述 - 图1

Docker是一个 Client-Server结构的系统, Docker的守护进行运行在主机上。通过 Socket从客户端访问。

Docker-Server接收到 Docker- Client的指令,就会执行这个命令。

Docker为什么比VM快?

  1. docker有着比虚拟机更少的抽象层
  2. docker使用宿主机的内核,vm需要一个guest os

所以,新建一个容器的时候,docker不需要像虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。虚拟机需要加载Guest OS,docker容器省略了这个过程。

Docker概述 - 图2

Docker概述 - 图3