Docker筆記（一）：什麼是Docker

原文位址： http://blog.jboost.cn/2019/07/13/docker-1.html 

1. 前言

接觸Docker也有兩年多了，斷斷續續玩過一些應用場景，如安裝一些常用工具服務，部署業務項目，基于gitlab+jenkins pipeline+docker的CI/CD實作等。了解其基本知識與操作，但不能說深度掌握，故借此系列進行梳理與學習，也希望對有意學習Docker的人提供參考。

2. Docker簡介

Docker最初是dotCloud公司（後來也改名為Docker）的一個内部項目，于2013年3月開源。Docker使用Google推出的Go語言實作，基于Linux核心的cgroup、namespace、Union FS等技術（先不用急着了解這些都是啥），對程序進行隔離，是作業系統層面的虛拟化技術。相對于傳統的硬體層面的虛拟化技術（虛拟機），Docker顯得更為輕量化。下圖為傳統虛拟機與Docker的結構對比

由上圖可看出傳統虛拟機技術是在硬體層面虛拟出一套硬體（CPU、記憶體、磁盤、網卡等）後，在其上運作一個完整的作業系統，再在作業系統上運作應用程序；而Docker的應用程序是直接運作在主控端的核心上，也不需要進行硬體虛拟，是以，Docker要比傳統虛拟機更為輕便。

總結Docker相對傳統虛拟化技術的優勢如下：

1. 更高的資源使用率：Docker不需要硬體虛拟與運作完整作業系統的開銷，是以資源使用率更高，同樣配置的主機，采用Docker往往可以運作更多數量的應用。
2. 更高效的使用體驗：在作業系統上安裝一些常用軟體，如mysql，redis等，往往需要折騰好一陣，有些還要手動安裝各種依賴，而采用Docker，可能幾行指令就可以讓一個服務快速運作起來。
3. 一緻的運作環境：Docker鏡像功能可以把程式運作需要的環境進行封裝，確定程式在開發、測試、生産環境都能保持一緻性，避免因環境不一緻導緻程式運作異常。
4. CI/CD支援：使用Docker可以定制鏡像來實作持續內建、持續部署，如基于gitlab + jenkins pipeline + docker的自動化部署。
5. 更輕松的維護：因為Docker保證了運作環境的一緻性，是以應用的遷移或縮放将變得很容易；Docker的分層存儲與鏡像技術，也使得應用重複部分的複用變得更簡單，基于基礎鏡像可以進一步擴充定義自己的鏡像，也可以直接使用官方鏡像來使用。

3. Docker的基本架構

Docker的基本架構圖如下

主要包括幾部分：

1. Docker daemon（Docker守護程序 

   dockerd

   ）：Docker的執行引擎，負責監聽處理Docker用戶端請求與管理Docker相關對象，如鏡像、容器、網絡、資料卷等。一個Docker守護程序可與其它Docker守護程序進行通信，作為Docker服務進行管理。
2. Docker client（Docker用戶端 

   docker

   ）：Docker用戶端（

   docker

    CLI指令）是大多數使用者用來與Docker守護程序互動的方式，比如你在指令行執行

   docker run

   ，Docker用戶端将發送該指令請求到Docker守護程序，由守護程序執行。Docker用戶端可通過REST API, UNIX Socket或網絡接口來與Docker守護程序進行通信，并且可與多個Docker守護程序進行通信。
3. Docker Registry（Docker注冊中心）：用來存儲Docker鏡像的倉庫，類似于Maven的Nexus。Docker官方提供了一個公共鏡像倉庫Docker Hub（ https://hub.docker.com/ ），

   docker

   相關指令預設會從Docker Hub上搜尋與下載下傳鏡像，我們可以配置一些國内鏡像倉庫位址來進行加速，甚至搭建自己的私有鏡像倉庫。
4. Docker Objects：Docker管理的對象，主要包括鏡像、容器、網絡、資料卷等。

4. Docker的用途

根據第二部分Docker的優勢及筆者的經驗來看，目前Docker主要用于

1. 常用軟體服務的搭建運作，如Mysql、Redis、Nginx等
2. 業務服務的釋出部署，尤其是基于SpringBoot的微服務
3. CI/CD實作，結合Gitlab的webhook，Jenkins的pipeline，實作自動化內建與部署
4. 快速的彈性伸縮，在容器叢集化管理的場景中，如Swarm、K8s解決方案中，可基于容器對服務進行快速的彈性伸縮來應對業務量的突發情況
5. 執行環境封裝，如一些深度學習架構模型，打成Docker鏡像的方式進行釋出，可以快速在不同的環境中運作起來
6. …

5. 總結

在微服務架構、DevOps這些概念盛行的時代，容器化技術變得越來越重要，幾乎成為每一位開發人員需要掌握的技能。本系列文章是筆者基于自身實踐及相關文獻參考，對Docker相關技術進行整理，歡迎關注，共同學習。

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