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介绍docker的前世今生,了解docker的实现原理,以Django项目为例,带大家如何编写最佳的Dockerfile构建镜像。通过本章的学习,大家会知道docker的概念及基本操作,并学会构建自己的业务镜像,并通过抓包的方式掌握Docker最常用的bridge网络模式的通信。

认识docker

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  • what
  • how
为什么出现docker

需要一种轻量、高效的虚拟化能力

Docker 公司位于旧金山,原名dotCloud,底层利用了Linux容器技术(LXC)(在操作系统中实现资源隔离与限制)。为了方便创建和管理这些容器,dotCloud 开发了一套内部工具,之后被命名为“Docker”。Docker就是这样诞生的。

Hypervisor: 一种运行在基础物理服务器和操作系统之间的中间软件层,可允许多个操作系统和应用共享硬件 。常见的VMware的 Workstation 、ESXi、微软的Hyper-V或者思杰的XenServer。

Container Runtime:通过Linux内核虚拟化能力管理多个容器,多个容器共享一套操作系统内核。因此摘掉了内核占用的空间及运行所需要的耗时,使得容器极其轻量与快速。

什么是docker

基于操作系统内核,提供轻量级虚拟化功能的CS架构的软件产品。

基于轻量的特性,解决软件交付过程中的环境依赖

docker能做什么
  • 可以把应用程序代码及运行依赖环境打包成镜像,作为交付介质,在各环境部署

  • 可以将镜像(image)启动成为容器(container),并且提供多容器的生命周期进行管理(启、停、删)

  • container容器之间相互隔离,且每个容器可以设置资源限额

  • 提供轻量级虚拟化功能,容器就是在宿主机中的一个个的虚拟的空间,彼此相互隔离,完全独立

版本管理
  • Docker 引擎主要有两个版本:企业版(EE)和社区版(CE)
  • 每个季度(1-3,4-6,7-9,10-12),企业版和社区版都会发布一个稳定版本(Stable)。社区版本会提供 4 个月的支持,而企业版本会提供 12 个月的支持
  • 每个月社区版还会通过 Edge 方式发布月度版
  • 从 2017 年第一季度开始,Docker 版本号遵循 YY.MM-xx 格式,类似于 Ubuntu 等项目。例如,2018 年 6 月第一次发布的社区版本为 18.06.0-ce

发展史

13年成立,15年开始,迎来了飞速发展。

Docker 1.8之前,使用LXC,Docker在上层做了封装, 把LXC复杂的容器创建与使用方式简化为自己的一套命令体系。

之后,为了实现跨平台等复杂的场景,Docker抽出了libcontainer项目,把对namespace、cgroup的操作封装在libcontainer项目里,支持不同的平台类型。

2015年6月,Docker牵头成立了 OCI(Open Container Initiative开放容器计划)组织,这个组织的目的是建立起一个围绕容器的通用标准 。 容器格式标准是一种不受上层结构绑定的协议,即不限于某种特定操作系统、硬件、CPU架构、公有云等 , 允许任何人在遵循该标准的情况下开发应用容器技术,这使得容器技术有了一个更广阔的发展空间。

OCI成立后,libcontainer 交给OCI组织来维护,但是libcontainer中只包含了与kernel交互的库,因此基于libcontainer项目,后面又加入了一个CLI工具,并且项目改名为runC (https://github.com/opencontainers/runc ), 目前runC已经成为一个功能强大的runtime工具。

Docker也做了架构调整。将容器运行时相关的程序从docker daemon剥离出来,形成了containerd。containerd向上为Docker Daemon提供了gRPC接口,使得Docker Daemon屏蔽下面的结构变化,确保原有接口向下兼容。向下通过containerd-shim结合runC,使得引擎可以独立升级,避免之前Docker Daemon升级会导致所有容器不可用的问题。

也就是说

  • runC(libcontainer)是符合OCI标准的一个实现,与底层系统交互
  • containerd是实现了OCI之上的容器的高级功能,比如镜像管理、容器执行的调用等
  • Dockerd目前是最上层与CLI交互的进程,接收cli的请求并与containerd协作
小结
  1. 为了提供一种更加轻量的虚拟化技术,docker出现了
  2. 借助于docker容器的轻、快等特性,解决了软件交付过程中的环境依赖问题,使得docker得以快速发展
  3. Docker是一种CS架构的软件产品,可以把代码及依赖打包成镜像,作为交付介质,并且把镜像启动成为容器,提供容器生命周期的管理
  4. docker-ce,每季度发布stable版本。18.06,18.09,19.03
  5. 发展至今,docker已经通过制定OCI标准对最初的项目做了拆分,其中runC和containerd是docker的核心项目,理解docker整个请求的流程,对我们深入理解docker有很大的帮助

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