一、Docker 概念定义
Docker 是一个开源的应用容器引擎。
- 用于构建、部署和管理容器化应用程序。
- 将应用程序源代码与运行该代码所需的操作系统库和依赖项相结合，形成标准化的可执行组件——容器。
- 容器是通过 Linux 内核中内置的过程隔离和虚拟化功能实现的。
- 与虚拟机不同，容器不会承载整个操作系统实例和管理程序的有效负载，仅包括执行代码所需的操作系统进程和依赖项。
- Docker 提供了一个工具包，支持开发人员通过单个 API，使用简单的命令和省力的自动化技术来构建、部署、运行、更新和停止容器。它还具有一些重要优势，如更快的部署、可移植性、提高资源效率和提高开发人员工作效率等。
二、Docker 主要组件
- Docker 引擎： Docker 的核心，负责管理容器的创建、运行、停止等操作。
- Docker 镜像：容器的基础，包含了应用及其所需的所有依赖和配置信息。
- Docker 容器：基于镜像运行的实例，具有隔离性和独立性。
- Dockerfile：用于定义镜像构建过程的文本文件。
- Docker 仓库：用于存储和分发镜像，分为公共仓库和私有仓库。
- 网络组件：Docker 提供了多种网络模式来实现容器之间的网络通信。
- 存储组件：如数据卷等，用于管理容器的数据存储。
三、Docker 容器原理
- 镜像加载：Docker 引擎从仓库中获取镜像并加载到本地。
- Namespace 隔离：通过命名空间机制，如进程、网络、挂载点等命名空间，实现容器与外界及其他容器在这些方面的隔离。
- Cgroups 资源限制：利用控制组来对容器的资源，如 CPU、内存等进行限制和管理，确保容器不会过度占用系统资源。
- UnionFS 分层文件系统：镜像由多层组成，容器基于镜像运行时，会在最上层添加可写层，实现高效的存储和更新。
- 容器启动：根据镜像的配置和用户指定的参数，启动容器进程，容器内的应用开始运行。
- 网络配置：Docker 为容器配置网络，使其能够与其他容器或外部网络进行通信。
- 数据管理：通过数据卷等方式来处理容器的数据存储和持久化需求。
- 生命周期管理：Docker 引擎对容器的整个生命周期进行管理，包括创建、运行、暂停、恢复、停止、删除等操作。
四、Docker 与 VM
Docker 容器的优点：
- 轻量级：占用资源少，可在同一台服务器上运行更多实例。
- 快速启动：启动速度快，能实现快速部署和弹性扩展。
- 高效利用资源：更充分地利用硬件资源。
- 易于迁移：镜像可方便地在不同环境中迁移。
Docker 容器的缺点：
- 隔离性相对较弱：不如虚拟机完全隔离，可能存在一些安全隐患。
- 对某些复杂场景支持有限：如对一些特殊硬件或复杂系统架构的支持可能不够全面。
VM（虚拟机）的优点：
- 强隔离性：提供了非常可靠的隔离，安全性较高。
- 对各种操作系统和应用的兼容性好。
VM（虚拟机）的缺点：
- 资源消耗大：需要为每个虚拟机分配较多的系统资源。
- 启动较慢：启动过程相对冗长。
- 部署不够灵活：相对较复杂，不够敏捷
五、Docker 与 k8s
Docker 是容器技术的代表，提供了容器的创建、运行等功能；
Kubernetes 建立在 Docker 等容器技术之上，用于对容器进行大规模的集群管理和调度。
区别：
- 功能重点：Docker 侧重于容器的管理和操作；Kubernetes 则专注于整个容器集群的资源管理、部署、弹性伸缩等。
- 规模：Docker 适用于较小规模的容器应用；Kubernetes 适合处理大规模的容器集群。
- 调度能力：Kubernetes 具有强大的任务调度和资源分配机制，能根据各种策略合理安排容器运行；Docker 在这方面相对简单。
- 服务发现与负载均衡：Kubernetes 内置了完善的服务发现和负载均衡机制，Docker 则需要额外配置或借助其他工具来实现。
- 高可用与容错：Kubernetes 在集群的高可用和容错方面有更全面的考虑和实现。
- 生态系统：Kubernetes 拥有庞大的生态，有众多的插件和扩展可用；Docker 也有丰富的生态，但更侧重于容器本身。
六、Docker 具体应用
- 微服务架构：Docker 非常适合构建和部署微服务，便于对各个服务进行独立管理和扩展。
- 持续集成与持续部署（CI/CD）：在自动化流程中广泛应用，实现快速的应用构建和部署。
- 云原生应用：是云原生架构的重要支撑技术。
- 大数据处理：可以用于部署大数据相关的服务和工具。
- 数据库部署：方便地部署和管理数据库实例。
- 开发环境一致性：确保开发人员在不同机器上拥有一致的开发环境。
- 测试自动化：快速搭建测试环境，提高测试效率。
- 应用迁移：轻松将应用从一个环境迁移到另一个环境。
- 混合云场景：在不同云环境中实现应用的统一管理和部署。