Docker—安装与基本组成（一）

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Docker为什么出现

1.环境(切换/配置)麻烦

一般我们写程序的，能接触到好几个环境：

• 自己写代码的环境叫做开发环境。
• 给测试去跑的环境叫做测试环境。
• 测试完可以对外使用的叫做生产环境。

其实我们在学习编程中，很多时间都浪费在“环境”上：

• 如果我现在重装了系统，我想要跑我的war/jar包，我得去安装一下JDK、Tomcat、MySQL等配置各种的环境变量才能跑起来。
• 开开心心地跟着博主给出的步骤去写Demo，但总是有Bug。(这里我将版本/依赖也归纳在环境的范畴里边)。
• 好不容易在测试环境下跑起来了，在生产环境就各种出错！
• 跟着教学视频做分布式/集群的项目，跑一堆的虚拟机，每个虚拟机都要安装对应的环境。

所以就有个笑话《千万不要跟程序员说，你的代码有bug》：

• 他的第一反应是你的环境有问题，第二就是你是傻逼不会用吧。
• 你要跟他这么说：“这个程序运行的怎么运行的跟预期不一样，是我操作有问题吗？”。
• 这货就会第一反应“我擦，这是不是出bug了？”

2.应用之间需要隔离

比如我写了两个应用(网站)，这两个应用部署在同一台服务器上，那可能会出现什么问题？

• 如果一个应用出现了问题，导致CPU占100%。那另一个应用也会受到关联，跟着一起凉凉了。
• 这两个应用是完全不同技术栈的应用，比如一个PHP，一个.NET。这两个应用各种的依赖软件都安装在同一个服务器上，可能就会造成各种冲突/无法兼容，这可能调试就非常麻烦了。

Docker 是世界领先的软件容器平台。
开发人员利用 Docker 可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。
运维人员利用 Docker 可以在隔离容器中并行运行和管理应用，获得更好的计算密度。
企业利用 Docker 可以构建敏捷的软件交付管道，以更快的速度、更高的安全性和可靠的信誉为 Linux 和 Windows Server 应用发布新功能。

容器虚拟化技术

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。有了容器，就可以将软件运行所需的所有资源打包到一个隔离的容器中。容器与虚拟机不同，不需要捆绑一整套操作系统，只需要软件工作所需的库资源和设置。系统因此而变得高效轻量并保证部署在任何环境中的软件都能始终如一地运行。

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。
• 每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。

开发/运维（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。Docker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是内核级虚拟化，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。

官方网站：https://docs.docker.com/engine/

Docker安装

Docker的基本组成

Docker的架构图

镜像（image）：

Docker镜像（Image）就是一个只读的模板。镜像可以用来创建Docker容器，一个镜像可以创建很多容器。就好似Java中的类和对象，类就是镜像，容器就是对象！

容器（container）：

• Docker利用容器（Container）独立运行的一个或一组应用。容器是用镜像创建的运行实例。
• 它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的，保证安全的平台。
• 可以把容器看做是一个简易版的Linux环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。。
• 容器的定义和镜像几乎一模一样，也是一堆层的统一视角，唯一区别在于容器的最上面那一层是可读可写的。

仓库（repository）：

• 仓库（Repository）是集中存放镜像文件的场所。
• 仓库(Repository)和仓库注册服务器（Registry）是有区别的。仓库注册服务器上往往存放着多个仓库，每个仓库中又包含了多个镜像，每个镜像有不同的标签（tag）。
• 仓库分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式。
• 最大的公开仓库是DockerHub(https://hub.docker.com/)，存放了数量庞大的镜像供用户下载。国内的公开仓库包括阿里云、网易云等

小结：

需要正确的理解仓储/镜像/容器这几个概念 :

• Docker 本身是一个容器运行载体或称之为管理引擎。我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境，这个打包好的运行环境就似乎 image镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生成 Docker 容器。image 文件可以看作是容器的模板。Docker 根据 image 文件生成容器的实例。同一个 image 文件，可以生成多个同时运行的容器实例。
• image 文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为镜像文件。
• 一个容器运行一种服务，当我们需要的时候，就可以通过docker客户端创建一个对应的运行实例，也就是我们的容器
• 至于仓库，就是放了一堆镜像的地方，我们可以把镜像发布到仓库中，需要的时候从仓库中拉下来就可以了。

环境说明

Docker 运行在 CentOS 7 上，要求系统为64位、系统内核版本为 3.10 以上。

查看自己的内核：

uname -r

命令用于打印当前系统相关信息（内核版本号、硬件架构、主机名称和操作系统类型等）。

[root@VM-0-13-centos ~]# uname -r
3.10.0-862.el7.x86_64

查看版本信息：

cat /etc/os-release

[root@VM-0-13-centos ~]# cat /etc/os-release
NAME="CentOS Linux"
VERSION="7 (Core)"
ID="centos"
ID_LIKE="rhel fedora"
VERSION_ID="7"
PRETTY_NAME="CentOS Linux 7 (Core)"
ANSI_COLOR="0;31"
CPE_NAME="cpe:/o:centos:centos:7"
HOME_URL="https://www.centos.org/"
BUG_REPORT_URL="https://bugs.centos.org/"

CENTOS_MANTISBT_PROJECT="CentOS-7"
CENTOS_MANTISBT_PROJECT_VERSION="7"
REDHAT_SUPPORT_PRODUCT="centos"
REDHAT_SUPPORT_PRODUCT_VERSION="7"

安装步骤

1、官网安装参考手册：https://docs.docker.com/engine/install/centos/

2、确定你是CentOS7及以上版本

3、yum安装gcc相关环境（需要确保虚拟机可以上外网）

yum -y install gcc
yum -y install gcc-c++

4、卸载旧版本

yum remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-engine

5、安装需要的软件包

yum install -y yum-utils

6、设置镜像仓库

#错误
yum-config-manager --add-repo
https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
##报错
[Errno14]curl#35 -TCP connection reset by peer
[Errno12]curl#35 -Timeout
#正确推荐使用国内的
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-
ce/linux/centos/docker-ce.repo

7、更新yum软件包索引

yum makecache fast

8、安装 Docker CE

yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

9、启动 Docker

systemctl start docker

10、测试命令

docker version
docker run hello-world
docker images

11、卸载

systemctl stop docker
yum -y remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io
rm -rf /var/lib/docker

镜像加速

镜像加速有阿里云，腾讯云等等，这里用的是腾讯云的加速：

1、执行以下命令，打开 /etc/docker/daemon.json 配置文件。

vim /etc/docker/daemon.json

2、按 i 切换至编辑模式，添加以下内容，并保存。

{
"registry-mirrors": [
  "https://mirror.ccs.tencentyun.com"
]
}

最后重启docker

测试 HelloWorld

1、启动hello-world

docker run hello-world

2、run干了什么？

底层原理

Docker是怎么工作的

Docker是一个Client-Server结构的系统，Docker守护进程运行在主机上，然后通过Socket连接从客户端访问，守护进程从客户端接受命令并管理运行在主机上的容器。容器，是一个运行时环境，就是我们前面说到的集装箱。

为什么Docker比较 VM 快

1、docker有着比虚拟机更少的抽象层。由亍docker不需要Hypervisor实现硬件资源虚拟化,运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有明显优势。

2、docker利用的是宿主机的内核,而不需要Guest OS。因此,当新建一个容器时,docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。仍而避免引寻、加载操作系统内核返个比较费时费资源的过程,当新建一个虚拟机时,虚拟机软件需要加载Guest OS,返个新建过程是分钟级别的。而docker由于直接利用宿主机的操作系统,则省略了返个过程,因此新建一个docker容器只需要几秒钟。