隨著家庭 NAS 的慢慢普及，越來(lái)越多的人擁有了自己的 NAS，就拿老宋來(lái)說(shuō)，因?yàn)槲夜ぷ髦芯徒佑|一些服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、docker 等等的東西，雖然不是說(shuō)掌握，但是起碼了解這些個(gè)東西，但是要知道不是所有的人都知道這些名詞后面的含義，服務(wù)器這個(gè)相對(duì)好說(shuō)，就是性能和穩(wěn)定性更高的電腦主機(jī)，數(shù)據(jù)庫(kù)就想象成功能更加強(qiáng)大的 excel 表格，那么什么是 docker 呢，今天老宋就來(lái)和小伙伴們一起學(xué)習(xí)下docker，想通俗理解請(qǐng)直接移步第四、五部分。

一、docker 基本架構(gòu)示意

二、名詞解釋

Docker 是一個(gè)用于開發(fā)、部署和運(yùn)行應(yīng)用程序的開源平臺(tái)，下面是 Docker 中一些常見名詞的解釋：

1. Docker 引擎（Docker Engine）

Docker 引擎是 Docker 平臺(tái)的核心組件，它是一個(gè)客戶端 - 服務(wù)器應(yīng)用程序，由守護(hù)進(jìn)程（dockerd）、REST API 服務(wù)器和命令行界面（CLI）組成。守護(hù)進(jìn)程負(fù)責(zé)管理容器、鏡像等資源，REST API 服務(wù)器允許其他程序與守護(hù)進(jìn)程進(jìn)行交互，而 CLI 則提供了用戶與 Docker 引擎交互的命令行工具。

2. 鏡像（Image）

Docker 鏡像是一個(gè)只讀的模板，它包含了運(yùn)行應(yīng)用程序所需的所有文件系統(tǒng)、代碼、運(yùn)行時(shí)環(huán)境、庫(kù)和配置等。可以將鏡像看作是應(yīng)用程序的快照，它可以用來(lái)創(chuàng)建 Docker 容器。鏡像可以從 Docker Hub 等鏡像倉(cāng)庫(kù)中下載，也可以使用 Dockerfile 自行構(gòu)建。

3. 容器（Container）

容器是鏡像的一個(gè)運(yùn)行實(shí)例。當(dāng)你啟動(dòng)一個(gè)鏡像時(shí)，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)容器。容器是一個(gè)獨(dú)立的、隔離的環(huán)境，它可以在任何支持 Docker 的系統(tǒng)上運(yùn)行，并且具有自己的文件系統(tǒng)、進(jìn)程空間和網(wǎng)絡(luò)配置等。容器之間相互隔離，不會(huì)相互影響，這使得應(yīng)用程序的部署和管理更加方便和安全。

4. Dockerfile

Dockerfile 是一個(gè)文本文件，它包含了一系列的指令和參數(shù)，用于描述如何構(gòu)建 Docker 鏡像。通過(guò)編寫 Dockerfile，你可以定義鏡像的基礎(chǔ)操作系統(tǒng)、安裝軟件包、復(fù)制文件、設(shè)置環(huán)境變量等操作。使用 docker build 命令可以根據(jù) Dockerfile 構(gòu)建出一個(gè)新的鏡像。

5. 倉(cāng)庫(kù)（Repository）

Docker 倉(cāng)庫(kù)是用于存儲(chǔ)和分發(fā) Docker 鏡像的地方。類似于代碼倉(cāng)庫(kù)，鏡像倉(cāng)庫(kù)可以包含多個(gè)鏡像，并且可以對(duì)鏡像進(jìn)行版本管理。Docker Hub 是 Docker 官方提供的公共鏡像倉(cāng)庫(kù)，你可以在上面找到各種類型的鏡像。此外，你也可以搭建自己的私有鏡像倉(cāng)庫(kù)，用于存儲(chǔ)和管理公司或團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的鏡像。

6. 標(biāo)簽（Tag）

標(biāo)簽是用于標(biāo)識(shí)鏡像版本的一種方式。在 Docker 中，一個(gè)鏡像可以有多個(gè)標(biāo)簽，通過(guò)標(biāo)簽可以方便地區(qū)分不同版本的鏡像。例如，nginx:1.23.4 中的 1.23.4 就是一個(gè)標(biāo)簽，它表示這是 Nginx 鏡像的 1.23.4 版本。

7. 卷（Volume）

卷是 Docker 中用于持久化數(shù)據(jù)的一種機(jī)制。由于容器是臨時(shí)的，當(dāng)容器被刪除時(shí)，容器內(nèi)的數(shù)據(jù)也會(huì)被刪除。而卷可以將容器內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在宿主機(jī)上，這樣即使容器被刪除，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。卷還可以在多個(gè)容器之間共享，方便數(shù)據(jù)的共享和管理。

8. 網(wǎng)絡(luò)（Network）

Docker 網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)容器之間以及容器與外部世界之間的通信。Docker 提供了多種網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)，如橋接網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)網(wǎng)絡(luò)、覆蓋網(wǎng)絡(luò)等。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，容器可以相互訪問(wèn)，也可以訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)資源。例如，你可以將一個(gè) Web 應(yīng)用容器和一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)容器連接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，使它們可以相互通信。

三、基本原理 

Docker 核心解決的問(wèn)題是利用其自研的 libcontainer 來(lái)實(shí)現(xiàn)類似虛擬機(jī)（VM）的功能，從而利用盡可能少的硬件資源給用戶提供盡可能好的服務(wù)。與 VM 不同, libcontainer 并不是一套硬件虛擬化方法，而是操作系統(tǒng)級(jí)的虛擬化。這理解起來(lái)可能并不像 VM 那樣直觀，所以可以從 Docker 要解決的問(wèn)題出發(fā)，看看它是怎么滿足用戶虛擬化需求的。

用戶需要考慮虛擬化方法，尤其是硬件虛擬化方法，需要借助其解決的問(wèn)題主要是以下 4 個(gè)：

l 隔離性

每個(gè)用戶實(shí)例之間相互隔離, 互不影響。 硬件虛擬化方法的方案是 VM；libcontainer 的方案是容器，具體而言是 namespace。其中的 pid, net, ipc, mnt, uts 等將容器的進(jìn)程, 網(wǎng)絡(luò), 消息, 文件系統(tǒng)和主機(jī)隔離開。

l 可配額/可度量

每個(gè)用戶實(shí)例可以按需提供其計(jì)算資源，所使用的資源可以被計(jì)量。硬件虛擬化方法因?yàn)樘摂M了 CPU 和內(nèi)存，可以方便實(shí)現(xiàn)；libcontainer 則主要是利用 cgroups 來(lái)控制資源。cgroups 實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源的配額和度量，提供了類似文件的接口。在 /cgroup 目錄下新建一個(gè)文件夾即可新建一個(gè) group，在此文件夾中新建 task 文件，并將 pid 寫入該文件，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該進(jìn)程的資源控制。

l 移動(dòng)性

用戶的實(shí)例可以很方便地復(fù)制、移動(dòng)和重建。硬件虛擬化方法通過(guò) snapshot 和 image 來(lái)實(shí)現(xiàn)；Docker 主要通過(guò) AUFS 實(shí)現(xiàn)。AUFS (AnotherUnionFS) 是一種聯(lián)合文件系統(tǒng), 就是支持將不同目錄掛載到同一個(gè)虛擬文件系統(tǒng)下的文件系統(tǒng)。它具有節(jié)省存儲(chǔ)空間、快速部署、節(jié)省內(nèi)存、升級(jí)方便、允許在不更改 base-image 的同時(shí)修改其目錄中的文件的特點(diǎn)。

l 安全性

這個(gè)討論范圍較大，這里強(qiáng)調(diào)是 host 主機(jī)的角度盡量保護(hù)容器。硬件虛擬化的方法因?yàn)樘摂M化的水平比較高，用戶進(jìn)程都是在 KVM 等虛擬機(jī)中運(yùn)行的；然而對(duì)于 libcontainer, 其中運(yùn)行的進(jìn)程應(yīng)當(dāng)是事先靜態(tài)編譯完成的。用戶提供的參數(shù)也是通過(guò) exec 系統(tǒng)調(diào)用提供給用戶進(jìn)程。通常情況下容器中也沒(méi)有長(zhǎng)進(jìn)程存在。

四、通俗解釋 

上面說(shuō)的那些是不是有點(diǎn)頭皮發(fā)麻了，別擔(dān)心，下面老宋用通俗的話解釋下 Docker 里的常見名詞：

1. Docker 引擎

可以把 Docker 引擎想象成一個(gè)大工廠的總調(diào)度室。這里有一群工作人員（守護(hù)進(jìn)程）負(fù)責(zé)安排各種生產(chǎn)任務(wù)，比如組裝產(chǎn)品（創(chuàng)建容器）、存儲(chǔ)原料（管理鏡像）。同時(shí)，有一套通信系統(tǒng)（REST API 服務(wù)器）讓其他部門能和調(diào)度室溝通，下達(dá)生產(chǎn)指令。而工人們手里的操作手冊(cè)（命令行界面），能讓他們方便地按照要求完成工作。

2. 鏡像

鏡像就像是制作電腦主機(jī)的配件。這些個(gè)配件包含了制作電腦主機(jī)所需的所有信息，像主板、CPU、內(nèi)存等配件（文件系統(tǒng)、代碼、運(yùn)行環(huán)境等）的型號(hào)和數(shù)量，以及組裝步驟（配置）。有了這些配件，就能做出很多一樣的主機(jī)（容器）。

3. 容器

容器是用配件（鏡像）組裝出來(lái)的主機(jī)。每個(gè)主機(jī)都是獨(dú)立的個(gè)體，有自己的序列號(hào)、配置（獨(dú)立的文件系統(tǒng)、進(jìn)程空間和網(wǎng)絡(luò)配置）。即使有一個(gè)主機(jī)壞了，也不會(huì)影響其他主機(jī)。

4. Dockerfile

Dockerfile 好比是一份組裝主機(jī)的操作說(shuō)明書。它清楚地寫著要準(zhǔn)備哪些配件、用什么工具、按照什么順序來(lái)組裝。只要照著這份說(shuō)明書（使用 docker build 命令），就能準(zhǔn)備好所有的配件（鏡像）。

5. 倉(cāng)庫(kù)

倉(cāng)庫(kù)就像一個(gè)大倉(cāng)庫(kù)，專門用來(lái)存放各種配件（鏡像）。Docker Hub 是一個(gè)公共的大倉(cāng)庫(kù)，大家都能去里面挑選自己需要的配件。而公司或團(tuán)隊(duì)也可以建一個(gè)自己的小倉(cāng)庫(kù)（私有鏡像倉(cāng)庫(kù)），把自己獨(dú)立開發(fā)的配置存起來(lái)。

6. 標(biāo)簽

標(biāo)簽就像是貼在配件上的紙條，上面寫著這個(gè)配件是用來(lái)組裝哪種主機(jī)的，以及可以組裝成那個(gè)版本的主機(jī)。比如一個(gè)內(nèi)存條上寫著“3200 DDR4 16GB 序列號(hào)***”，這就說(shuō)明這個(gè)內(nèi)存條只能用于支持 DDR4 的主板。

7. 卷

卷可以看作是主機(jī)的配件收納箱。因?yàn)橹鳈C(jī)（容器）可能會(huì)壞掉，但里面的 CPU、內(nèi)存、主板等重要配件（數(shù)據(jù)）可以放在收納箱里保存起來(lái)。這樣即使主機(jī)沒(méi)了，配件還在，下次還能接著用。而且這個(gè)收納箱里的配件還能在不同的主機(jī)（容器）之間共享。

8. 網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)就像是主機(jī)之間的網(wǎng)線。通過(guò)網(wǎng)線，主機(jī)（容器）之間可以互相送蛋糕（傳輸數(shù)據(jù)），也能和外面的世界（外部網(wǎng)絡(luò)）做生意。不同的道路和通信方式（網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)）適用于不同的情況。

五、總結(jié) 

如果你讀到這里，那么恭喜小伙伴，你應(yīng)該對(duì)docker是什么有個(gè)概念了，其實(shí)和windows操作系統(tǒng)相比，docker可以理解成把某個(gè)應(yīng)用程序封裝成一個(gè)鏡像，但是這個(gè)應(yīng)用程序獨(dú)立于這個(gè)操作系統(tǒng)（獨(dú)立于操作系統(tǒng)運(yùn)行、獨(dú)立于操作系統(tǒng)使用的網(wǎng)絡(luò)）所以說(shuō)虛擬機(jī)是硬件級(jí)別的虛擬化（把1臺(tái)服務(wù)器虛擬成N臺(tái)服務(wù)器），而docker是軟件操作系統(tǒng)級(jí)別的（把1臺(tái)物理服務(wù)器的CPU獨(dú)立虛擬成N個(gè)CPU，N個(gè)內(nèi)存、N個(gè)主板，這些個(gè)CPU、內(nèi)存和主板可以獨(dú)立自主的任意拼裝），說(shuō)到這里，不知道小伙伴對(duì)docker理解了沒(méi)有，如果你有更多關(guān)于docker的技術(shù)問(wèn)題，歡迎登錄藍(lán)隊(duì)云官網(wǎng)搜索查看。

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