Docker教程-介绍Docker与容器化

【注】本文译自：https://www.edureka.co/blog/d...
  本教程将为您提供 Docker 的概念和实践知识-一种新时代的容器化技术。 在本教程中，我们将重点关注以下主题：

• 什么是虚拟化？
• 什么是容器化？
• 容器化相对于虚拟化的优势
• 介绍 Docker
• Docker 的好处
• 虚拟化与容器化
• Docker 安装
• Dockerfile, Docker 镜像与 Docker 容器
• 什么是 Docker Hub?
• Docker 架构
• Docker Compose

  Docker 正变得越来越流行，其用法正像野火一样扩散。Docker 越来越受欢迎的原因是它可以在 IT 组织中使用的程度。很少有工具能同时对开发人员和系统管理员有用。Docker 真正兑现了其“构建、运输和运行”的承诺。
  简而言之，Docker 是一个软件容器化平台，这意味着您可以构建您的应用程序，将它们及其依赖项打包到一个容器中，然后可以轻松地将这些容器传输到其他机器上运行。
  例如：让我们考虑一个同时使用 Ruby 和 Python 编写的基于 linux 的应用程序。此应用程序需要特定版本的 linux、Ruby 和 Python。为了避免在用户端出现任何版本冲突，可以创建一个 Linux docker 容器，并随应用程序一起安装所需的 Ruby 和 Python 版本。现在，最终用户可以通过运行此容器轻松地使用应用程序，而不必担心依赖关系或任何版本冲突。
  这些容器使用容器化，可以将其视为虚拟化的演进版本。使用虚拟机也可以完成相同的任务，但是效率不是很高。  在这一点上，我通常会收到一个问题，即虚拟化和容器化之间有什么区别？ 这两个术语彼此非常相似。那么，让我先告诉您什么是虚拟化？

什么是虚拟化？

  虚拟化是一种在主机操作系统之上导入来宾操作系统的技术。这项技术在一开始就是一个启示，因为它允许开发人员在不同的虚拟机中运行多个操作系统，而这些虚拟机都在同一主机上运行。这消除了对额外硬件资源的需求。 虚拟机或虚拟化的优点是：

• 可以在同一台计算机上运行多个操作系统
• 发生故障时，维护和恢复非常容易

• 由于减少了对基础设施的需求，总拥有成本也减少了
  
    在上图中，您可以看到有一个主机操作系统，在该主机操作系统上正在运行 3 个来宾操作系统，这些操作系统只是虚拟机。
    如您所知，没有什么是完美的，虚拟化也有一些缺点。在同一主机操作系统中运行多个虚拟机会导致性能下降。这是因为来宾操作系统在主机操作系统之上运行，该操作系统将具有自己的内核以及一组库和依赖项。这占用了大量系统资源，即硬盘、处理器、尤其是 RAM。
    使用虚拟化技术的虚拟机的另一个问题是启动需要花费近一分钟的时间。对于实时应用程序，这是非常关键的。   以下是虚拟化的缺点：

  * 运行多个虚拟机会导致性能不稳定
  * 虚拟机管理程序的效率不如主机操作系统
  * 开机过程很长，需要时间
  

  这些缺点导致出现了一种称为容器化的新技术。现在，让我告诉您有关容器化的知识。

什么是容器化？

  容器化是将虚拟化带入操作系统级别的技术。虚拟化为硬件带来了抽象，而容器化为操作系统带来了抽象。请注意，容器化也是虚拟化的一种。但是，容器化效率更高，因为这里没有来宾操作系统，它使用主机的操作系统，与虚拟机不同，可以在需要时共享相关的库和资源。特定于应用程序的容器二进制文件和库在主机内核上运行，这使处理和执行非常快。即使启动一个容器也只需要一秒钟的时间。因为所有容器都共享，所以将托管操作系统并仅保留与应用程序相关的二进制文件和库。它们比虚拟机轻巧且速度更快。容器化相对于虚拟化的优势：

• 同一操作系统内核上的容器更轻、更小
• 与虚拟机相比，资源利用率更高

• 启动过程很短，需要几秒钟
  
    在上图中，您可以看到存在一个由所有容器共享的主机操作系统。容器仅包含特定于应用程序的库，这些库对于每个容器都是独立的，并且它们速度更快且不会浪费任何资源。   所有这些容器均由非主机操作系统固有的容器化层处理。因此，需要一个软件，该软件可以使您在主机操作系统上创建和运行容器。
    现在，让我来介绍Docker。

  Docker 简介

    Docker 是一个容器化平台，以容器的形式将您的应用程序及其所有依赖项打包在一起，以确保您的应用程序在任何环境中都能无缝运行。
  
    如上图所示，每个应用程序将在单独的容器上运行，并具有自己的一组库和依赖项。这也确保了进程级别的隔离，这意味着每个应用程序都独立于其他应用程序，从而使开发人员确信他们可以构建不会相互干扰的应用程序。
    作为开发人员，我可以构建一个容器，上面装有不同的应用程序，然后将其交给我的质量检查团队，他们只需运行该容器即可复制开发人员环境。

  Docker 的好处

    现在，QA 团队无需安装所有依赖的软件和应用程序来测试代码，这可以帮助他们节省大量时间和精力。从开发到部署，这也确保了工作环境在流程中涉及的所有个人之间是一致的。可以轻松扩展系统的数量，并且可以轻松地在其上部署代码。

  虚拟化与容器化

    虚拟化和容器化都可以让您在主机中运行多个操作系统。
    虚拟化处理在一台主机中创建许多操作系统的问题。另一方面，容器化将根据需要为每种类型的应用程序创建多个容器。
  
    从图中可以看出，主要区别在于虚拟化中有多个来宾操作系统，而容器化中却没有。与重型虚拟化相比，容器化的最好之处在于它非常轻巧。
    现在，让我们安装 Docker。

  安装 Docker

  我将在我的 Ubuntu 17.10 计算机上安装 Docker。以下是安装 Docker 的步骤：

• 安装所需的软件包
• 设置 Docker 仓库
• 在 Ubuntu 上安装 Docker

1. 安装所需的软件包：

您的系统中需要安装某些软件包才能安装 Docker。执行以下命令以安装那些软件包。

sudo apt-get install  curl  apt-transport-https ca-certificates software-properties-common

2. 设置 Docker 仓库：

  现在，导入 Dockers 官方 GPG 密钥以验证软件包签名，然后再使用 apt-get 安装它们。在终端上运行以下命令：

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add

  现在，在您的 Ubuntu 系统上添加包含以下 Docker 软件包（包括其依赖项）的 Docker 存储库，以执行以下命令：

sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

3. 在 Ubuntu 上安装 Docker

  现在，您需要升级 apt 索引并安装 Docker 社区版，为此，请执行以下命令：

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce    

  恭喜你！您已成功安装 Docker。
  现在让我们看看一些重要的 Docker 概念。

Dockerfile, Docker 镜像与 Docker 容器：

1. Docker 镜像是通过在称为 Dockerfile 的文件中写入的命令序列创建的。
2. 当使用 docker 命令执行该 Dockerfile 时，它会生成带有名称的 Docker 镜像。
3. 当通过“ docker run”命令执行此映像时，它将自行启动执行时必须启动的任何应用程序或服务。

Docker Hub：

  Docker Hub 就像 Docker 镜像的GitHub。它基本上是一个云注册中心，您可以在其中找到不同社区上传的 Docker 镜像，也可以开发自己的镜像并上传到 Docker Hub 上，但是首先，您需要在 DockerHub 上创建一个帐户。

Docker 架构：

  它由一个Docker引擎组成，该引擎是一个具有三个主要组件的客户端-服务器应用程序：

1. 服务器是一种长期运行的程序，称为守护程序进程（docker 命令）。
2. REST API，它指定程序可以用来与守护程序进行通信并指示其操作的接口。
3. 命令行界面（CLI）客户端（docker 命令）。
4. CLI 使用 Docker REST API 通过脚本或直接 CLI 命令来控制 Docker 守护程序或与 Docker 守护程序进行交互。许多其他 Docker 应用程序都使用基础 API 和 CLI。

  最后，我将讨论 Docker Compose。

Docker Compose：

  Docker Compose 基本上用于将多个 Docker 容器作为单个服务器运行。让我给你举个例子： 假设我有一个需要 WordPress、Maria DB 和 PHP MyAdmin 的应用程序。我可以创建一个文件，该文件可以将两个容器作为服务启动，而无需分别启动每个容器。这真的很有用，尤其是在您具有微服务架构的情况下。