Docker Started

Last renew: August 30, 2022 pm

Docker Started

What is Docker?

需要从操作系统说起。

操作系统就是管理计算机的硬件软件和资源，并且为软件运行提供通用服务的系统软件。

硬件管理，包括分配CPU时间、内存；从网络、存储设备等IO设备读写数据。

软件管理，就是各种软件的运行，线程、进程调度之类的工作。

为软件提供运行环境

随着硬件的性能提升，以及软件种类的丰富，两种情况变得很常见。

  1. 硬件性能过剩。
  2. 软件冲突——业务需要，我们在两个或者多个软件之间，以及一个软件的多个不同版本之间产生冲突。例如早年Web前端的选手，需要测试网页在不同版本的IE上是否能显示，但windows只能装一个版本的IE。

为了解决软件冲突，要么配多台电脑，要么在一台电脑装多个操作系统，都不太好用。

Hardware Virtualization

硬件虚拟化，就是利用某个软件仿真出一台或者多台计算机的各种硬件。用户可以在这一台虚拟机上安装、运行操作系统和各种应用——>比如VMware（虚拟机的一种）

但是虚拟机的缺点在于Guest OS通常会占用不少硬件资源。如果运用多台虚拟机，实际上大部分的硬件资源都是重复的。

能不能所有的应用使用同一个操作系统减少硬件资源的浪费，但是又能避免包括运行库 (Lib) 在内的软件冲突呢？

操作系统层虚拟化→容器概念的提出，就是为了解决这个问题

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+-----+-----+-----+-----+                                   +-----+-----+-----+-----+
|App A|App B|App C|App D|     +-----+-----+-----+-----+     |App A|App B|App C|App D|
+-----+-----+-----+-----+     |App A|App B|App C|App D|     +-----+-----+-----+-----+
|+---------------------+|     +-----+-----+-----+-----+     |Guest|Guest|Guest|Guest|
||   Runtime Library   ||     |Lib A|Lib B|Lib C|Lib D|     | OS0 | OS1 | OS2 | OS3 |
|+---------------------+|     +-----+-----+-----+-----+     +-----+-----+-----+-----+
||       Kernel        ||     |    Container Engine   |     |        Hypervisor     |
|+---------------------+|     +-----------------------+     +-----------------------+
|   Operating System    |     |         Host OS       |     |         Host OS       |
+-----------------------+     +-----------------------+     +-----------------------+
|       Hardware        |     |        Hardware       |     |        Hardware       |
+-----------------------+     +-----------------------+     +-----------------------+
    Physical Machine                  Container                 Type II Hypervisor

说白就是不需要重复的每个虚拟机都弄一个操作系统，我们只需要利用容器这个概念隔离出APP以及Lib（运行库）即可。

Docker把App和Lib的文件打包成一个镜像，可以实现：

  1. 多个APP可以共用相同的底层镜像
  2. App运行时的IO操作和镜像文件隔离

The result

绝大部分应用，开发者都可以通过docker build创建镜像，通过docker push上传镜像，用户通过docker pull下载镜像，用docker run运行应用。用户不再需要关心如何搭建环境，如何安装，如何解决不同发行版本的库冲突——并且通常不需要消耗过多的硬件资源。

The pros of container

  1. 迅速启动：没有虚拟机硬件的初始化，没有Guest OS的启动过程，可以节约很多启动时间。
  2. 占用资源少：没有运行Guest OS所需的内存开销，无需为虚拟机预留运行内存，无需安装，内存占用少。

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Image Definition

镜像（Image）就是一堆只读层(read-only layer)的统一视角

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左边有多个只读层，他们重叠在一起。除了最下面一层，其他层都会有一个指针指向下一层。这些层是Docker内部的实现细节，并且能够在主机（运行docker的机器）的文件系统上访问到。统一文件系统（Union file system）技术能够将不同的层整合成一个文件系统。

Container Definition

容器(container)的定义和镜像（image）几乎一摸一样，也是一堆层的统一视角。唯一区别在于容器的最上面一层是可读可写的。