Docker学习之基础知识
Docker 是一个开源项目，诞生于 2013 年初，最初是 dotCloud 公司内部的一个业余项目。它基于 Google公司推出的 Go 语言实现。
Docker 项目的目标是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案。 Docker 的基础是 Linux 容器（LXC）等技术。在 LXC 的基础上 Docker 进行了进一步的封装，让用户不需要去关心容器的管理，使得操作更为简便。用户操作 Docker 的容器就像操作一个快速轻量级的虚拟机一样简单。
图1虚拟机的Guest OS层和Hypervisor层在docker中被Docker Engine层所替代。虚拟机的Guest OS即为虚拟机安装的操作系统，它是一个完整操作系统内核；虚拟机的Hypervisor层可以简单理解为一个硬件虚拟化平台，它在Host OS是以内核态的驱动存在的。 
图1 虚拟机
图二 Docker
docker并没有和虚拟机一样利用一个完全独立的Guest OS实现环境隔离，它利用的是目前Linux内核本身支持的容器方式实现资源和环境隔离。简单的说，docker利用namespace实现系统环境的隔离；利用Cgroup实现资源限制；利用镜像实现根目录环境的隔离。
1. Docker优势
作为一种新兴的虚拟化方式，Docker 跟传统的虚拟化方式相比具有众多的优势。
首先，Docker 容器的启动可以在秒级实现，这相比传统的虚拟机方式要快得多。
其次，Docker 对系统资源的利用率很高，一台主机上可以同时运行数千个 Docker 容器。
容器除了运行其中应用外，基本不消耗额外的系统资源，使得应用的性能很高，同时系统的开销尽量小。传统虚拟机方式运行 10 个不同的应用就要起 10 个虚拟机，而Docker 只需要启动 10 个隔离的应用即可。
具体说来，Docker 在如下几个方面具有较大的优势：
更快速的交付和部署
对开发和运维（devop）人员来说，最希望的就是一次创建或配置，可以在任意地方正常运行。
更高效的虚拟化
Docker 容器的运行不需要额外的 hypervisor 支持，它是内核级的虚拟化，因此可以实现更高的性能和效率。
1、docker相对于物理机其计算能力几乎没有损耗，而虚拟机对比物理机则有着非常明显的
损耗。虚拟机的计算能力损耗在50%左右。
2、运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有优势；
3、docker利用的是宿主机的内核，而不需要Guest OS。因此，当新建一个容器时，docker 不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核，避免了虚拟机启动时所需的系统引导时间和操作系统运行的资源消耗；
4、在应用程序内存访问上，虚拟机的应用程序要进行2次的虚拟内存到物理内存的映射，读写内存的代价比docker的应用程序高。
更轻松的迁移和扩展
Docker 容器几乎可以在任意的平台上运行，包括物理机、虚拟机、公有云、私有云、个人电脑、服务器等。 这种兼容性可以让用户把一个应用程序从一个平台直接迁移到另外一个。
更简单的管理
使用 Docker，只需要小小的修改，就可以替代以往大量的更新工作。所有的修改都以增量的方式被分发和更新，从而实现自动化并且高效的管理。
与传统虚拟机比较
特性
容器
虚拟机
启动
秒级
分钟级
硬盘使用
一般为MB
一般为GB
性能
接近原生
弱于
系统支持量
单机支持上千个容器
一般几十个
2. Docker劣势
前面的内容主要论述docker相对于虚拟机的优势，但docker也不是完美的系统。相对于虚拟机，docker还存在着以下几个缺点：
资源隔离方面不如虚拟机，docker是利用cgroup实现资源限制的，只能限制资源消耗的最大值，而不能隔绝其他程序占用自己的资源。
安全性问题。docker目前并不能分辨具体执行指令的用户，只要一个用户拥有执行docker的权限，那么他就可以对docker的容器进行所有操作，不管该容器是否是由该用户创建。比如A和B都拥有执行docker的权限，由于docker的server端并不会具体判断docker clinet是由哪个用户发起的，A可以删除B创建的容器，存在一定的安全风险。
docker目前还在版本的快速更新中，细节功能调整比较大。一些核心模块依赖于高版本内核，存在版本兼容问题
Docker的基本概念
Docker 包括三个基本概念
镜像（Image）
容器（Container）
仓库（Repository）
镜像（Image）
Docker 镜像就是一个只读的模板。
例如：一个镜像可以包含一个完整的 ubuntu 操作系统环境，里面仅安装了 Apache 或用户需要的其它应用程序。
镜像可以用来创建 Docker 容器。
Docker 提供了一个很简单的机制来创建镜像或者更新现有的镜像，用户甚至可以直接从其他人那里下载一个已经做好的镜像来直接使用。
容器（Container）
Docker 利用容器来运行应用。
容器是从镜像创建的运行实例。它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。
可以把容器看做是一个简易版的 Linux 环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。
仓库（Repository）
仓库是集中存放镜像文件的场所。有时候会把仓库和仓库注册服务器（Registry）混为一谈，并不严格区分。实际上，仓库注册服务器上往往存放着多个仓库，每个仓库中又包含了多个镜像，每个镜像有不同的标签（tag）。
仓库分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式。
最大的公开仓库是 Docker Hub，存放了数量庞大的镜像供用户下载。 国内的公开仓库包括 Docker Pool等，可以提供大陆用户更稳定快速的访问。
当然，用户也可以在本地网络内创建一个私有仓库。
当用户创建了自己的镜像之后就可以使用 push 命令将它上传到公有或者私有仓库，这样下次在另外一台机器上使用这个镜像时候，只需要从仓库上 pull 下来就可以了。
安装docker
1. 在yum repository增加docker的repository
docker打包镜像
#  sudo vim /pos.po
## 在vim编辑器中输入以下内容后保存
[dockerrepo]
name=Docker Repository
baseurl=/repo/main/centos/$releasever/
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=/gpg
2. 安装docker-engine
yum install lvm2
yum install docker-engine
重新安装的话需需要删除docker的配置和数据目录，否则会有垃圾数据
rm -rf /usr/bin/docker
rm -rf /var/lib/docker
[root@localhost /]# ps aux|grep docker
root      6779  0.0  0.0 112656  972 pts/2    S+  11:04  0:00 grep --color=auto docker
[root@localhost /]# service docker start
Redirecting to /bin/systemctl start docker.service
[root@pos.d]# ps aux|grep docker
root    13376  1.2  0.0 2358880 45140 ?      Ssl  09:47  0:17 /usr/bin/docker daemon -H fd://
root    13386  0.0  0.0 426968 10344 ?        Ssl  09:47  0:00 docker-containerd -l /var/run/docker/libcontainerd/docker-containerd.sock --runtime docker-runc --start-timeout 2m
root    15579  0.0  0.0 112660  972 pts/2    S+  10:09  0:00 grep --color=auto docker
3. 测试docker服务是否成功
[root@localhost docker]# sudo docker run hello-world
Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.
To generate this message, Docker took the following steps:
1. The Docker client contacted the Docker daemon.
2. The Docker daemon pulled the "hello-world" image from the Docker Hub.
3. The Docker daemon created a new container from that image which runs the
    executable that produces the output you are currently reading.
4. The Docker daemon streamed that output to the Docker client, which sent it
    to your terminal.
To try something more ambitious, you can run an Ubuntu container with:
$ docker run -it ubuntu bash
Share images, automate workflows, and more with a free Docker Hub account:
hub.docker
For more examples and ideas, visit:
docs.docker/engine/userguide/

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