Docker是一款开源的应用容器引擎,由Docker Inc.公司开发,自推出以来迅速成为云计算领域中的关键技术之一。Docker利用Linux的内核特性如cgroups(Control Groups)和namespaces实现了资源隔离与限制,可以在同一主机系统上轻松地创建和管理多个容器实例,每个容器都像是一个轻量级的、独立运行的虚拟环境。

Docker的核心组成部分包括:

  1. Docker Client(客户端):用户通过Docker CLI(命令行界面)与Docker守护进程交互,发送构建、运行、停止容器等相关命令。

  2. Docker Daemon(守护进程):在宿主机上持续运行的后台服务,负责接收客户端命令,管理容器、镜像和网络等核心组件。

  3. Docker Image(镜像):一种分层结构的只读模板,包含了运行应用程序所需的所有依赖文件和配置信息。用户可以根据基础镜像创建新的定制镜像,或者从Docker Hub这样的镜像仓库拉取现成的镜像。

  4. Docker Container(容器):基于镜像运行的可执行实例,容器之间相互隔离,各自拥有独立的文件系统、网络空间以及其他资源,可以快速启动、停止和迁移。

Docker的主要优势和特点包括:

  • 标准化和可移植性:容器化的应用可以在任何支持Docker的环境中运行,因为所有的依赖都被包含在镜像之中,大大简化了部署流程。

  • 轻量级虚拟化:相比传统的虚拟机技术,容器占用的资源更少,启动更快,因此可以更高效地利用硬件资源。

  • 资源隔离与安全性:通过内核提供的隔离机制,确保容器间互不影响,提供一定的安全保障。

  • DevOps友好:Docker促进了持续集成和持续部署(CI/CD)实践,有助于实现敏捷开发和运维自动化。

  • 容器编排:虽然Docker本身提供了容器的生命周期管理,但在大规模集群环境下,常常结合Kubernetes、Docker Swarm等容器编排工具来管理大量容器的调度、网络和服务发现等复杂需求。

综上所述,Docker已经成为现代软件开发、交付和部署流程中不可或缺的一部分,极大地提升了应用的构建、测试、分发和运行效率。

 

Docker与Virtual Machine区别

Docker与Virtual Machine(虚拟机)的主要区别在于它们的架构、资源使用、隔离程度以及启动和运行效率等方面:

  • 架构和资源使用:

  • Docker:基于容器技术,它不运行完整的操作系统,而是利用宿主机的操作系统内核,并通过命名空间(Namespace)、控制组(Cgroups)等内核特性进行隔离,使得不同的容器共享同一内核,但拥有独立的用户空间。因此,Docker容器相比虚拟机更加轻量级,启动更快,占用存储空间和内存较少。

  • Virtual Machine:每个虚拟机运行在其自身的Guest OS(客户操作系统)之上,这个Guest OS位于一个名为Hypervisor(虚拟机管理程序)的底层软件之上,该软件模拟出一套完整的硬件环境供Guest OS使用。这意味着每个虚拟机都需要一个完整的操作系统副本,资源消耗较大,启动时间较长,存储和内存占用较多。

  • 隔离程度:

  • Docker:容器之间的隔离不如虚拟机彻底,尤其是在安全性和稳定性方面。容器共享内核,如果一个容器出现了内核漏洞或故障,可能影响到同一主机上的其他容器。

  • Virtual Machine:虚拟机提供了较高的隔离级别,因为每个虚拟机都有独立的操作系统,即便一个虚拟机受到攻击或崩溃,也不会直接影响到其他虚拟机。

  • 启动和运行效率:

  • Docker:由于容器不需要加载和运行整个操作系统,所以能够实现秒级启动,运行时性能损失较小,接近于直接在宿主机上运行应用。

  • Virtual Machine:虚拟机需要启动整个操作系统,包括内核引导和系统初始化等步骤,启动时间一般为分钟级别,运行时性能虽经过优化但仍低于直接在物理机上运行。

  • 应用场景和灵活性:

  • Docker:非常适合于服务部署、微服务架构、持续集成/持续部署(CI/CD)等场景,容器易于复制和移动,确保在不同环境下的部署一致性。

  • Virtual Machine:适合于需要更高隔离度的场景,例如测试不同操作系统版本的应用、隔离不兼容的服务,以及硬件兼容性要求较高的传统应用。

  • 管理和编排:

  • Docker:具备良好的容器编排能力,通过Docker Compose、Kubernetes等工具可以轻松管理和调度大量容器。

  • Virtual Machine:早期的虚拟机管理相对独立,但现在也有诸如VMware vSphere、OpenStack等平台支持大规模虚拟机的管理和编排。

 

VM技术和容器技术对比

面对上述几个问题,docker设想是交付运行环境如同海运,OS如同一个货轮,每一个在OS基础上的软件都如同一个集装箱,用户可以通过标准化手段自由组装运行环境,同时集装箱的内容可以由用户自定义,也可以由专业人员制造。这样,交付一个软件,就是一系列标准化组件的集合的交付,如同乐高积木,用户只需要选择合适的积木组合,并且在最顶端署上自己的名字(最后一个标准化组件是用户的app)。这也就是基于docker的PaaS产品的原型。 

Docker应用

- Docker在各种场景中都有广泛的应用,包括开发环境搭建、持续集成和部署、微服务架构等。

- Docker可以提供一致的开发和测试环境,简化了开发者之间的协作和应用的部署。

- 在CI/CD中,Docker可以用于构建和打包应用程序,以及自动化测试和部署。

- 在微服务架构中,Docker可以帮助实现服务的隔离、部署和扩展。

 

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