Docker容器化技术：构建高效、可移植的开发环境和部署流程｜Docker概述
容器技术是云原生的核心技术之一。
利用容器化技术，微服务及其配置、依赖和环境变量可以轻松部署到新服务器，而无需重新配置，提高了微服务的可移植性。
Docker概述
Docker是容器化技术的一种实现，而不是容器本身。
容器的概念起源于1979年的Unixchroot（进程间隔离），Docker于2013年发布了第一个版本。
容器类似于虚拟机，本质上是隔离资源的虚拟化技术。
容器由cgroup（资源控制）、namespaces（访问隔离）、rootfs（文件系统）和engine（容器生命周期管理）组成。
容器和虚拟机
容器运行在Linux主机上，共享主机内核，无需模拟操作系统指令。
它们提供快速启动和轻量级应用程序环境。
图像通常是MB级别的。
。
虚拟机运行完整的操作系统并拥有自己的内核。
他们通过软件模拟指令创建多个独立的操作系统实例。
大小通常为GB级，启动时间较长。
容器启动快、占用资源轻，适合快速部署、轻量级应用；虚拟机隔离性强，适用于对隔离和安全要求严格的场景。
Docker的发展历史
Docker的发展大致可以分为四个阶段：起源、引爆点、生态系统建立和容器编排工具的兴起。
Docker已经成为容器技术的先驱和领导者，推动着整个生态系统的发展。
Docker组成
Docker引擎包括服务器（dockerd）、API和客户端。
服务器创建并管理Docker对象，API提供通信接口，客户端通过CLI与守护进程交互。
关键组件：Docker镜像、镜像仓库和容器。
镜像包含启动条件、仓库存储镜像、容器执行镜像。
Docker处理流程
启动Docker应用程序的过程包括创建镜像、拉取或构建镜像、运行容器等步骤。
Docker的优势
Docker改变了开发、测试和部署流程，实现标准化交付、一次构建多次运行。
镜像标准化和版本控制、容器隔离、应用轻松迁移、资源隔离和高效管理。
Docker中常用命令
具体命令的详细说明请参考Docker官方文档。
什么是Docker容器？Docker容器和VM有什么区别？
容器技术确实是近年来的热门话题。容器的概念虽然由来已久，但随着Docker的推广而被广泛认知。
Docker是第一个支持设备之间容器化的系统。
虽然业界经常提到Docker将取代虚拟机（VM），但这种说法有点夸张。
但容器具有显着的优势，尤其是在业务云部署和资源利用效率方面。
它们在安全方面的表现参差不齐。
我们来探讨一下，Docker容器到底是什么？Docker容器和虚拟机有什么区别？01.为什么需要Docker容器？01.我们首先考虑虚拟机的发展。
虚拟机（VirtualMachine，VM）的发展减少了企业对硬件资源的依赖。
将一个物理设备虚拟成多个逻辑设备。
然而，传统虚拟机需要操作系统来运行应用程序，并且占用大量资源。
对于只需要运行简单应用的情况，虚拟机操作繁重，资源浪费。
在迁移应用服务器时，通常需要迁移整个虚拟机，企业迫切需要一种轻量级的虚拟化技术。
02.灵活的迁移部署，非常方便。
容器作为一种轻量级的虚拟化技术，和虚拟机的目的是一样的，都是创建一个隔离的环境。
但容器使用的是进程级系统隔离，而不是操作系统级资源隔离。
Docker作为创建容器的常用工具，发展迅速。
要点是它允许开发人员将所需的应用程序和依赖文件捆绑到Docker镜像中。
虚拟化可以在任何物理设备上实现，无论是Linux设备还是Windows设备等。
应用与底层硬件完全解耦，可以在物理机之间灵活迁移部署，显着提升运维效率，同时降低部署过程中的潜在风险。
03.Docker容器的三大特点。
轻量级：一台主机上运行的多个Docker容器共享主机操作系统内核，启动速度快，占用资源极少。
开放标准：Docker容器基于开放标准，可以在所有主要版本的Linux、MicrosoftWindows和任何基础设施上运行。
安全可靠：容器不仅实现应用之间的隔离，而且独立于底层基础设施。
Docker默认提供最强的隔离，应用程序问题仅限于单个容器，不会影响整个主机。
02.Docker容器VSVMDocker容器在技术实现上与传统VM技术有所不同。
01.不同逻辑组成的VM：使用Hypervisor提供功能平台并管理每个VM中的操作系统。
每个虚拟机都有自己的操作系统、应用程序和依赖文件。
Docker容器：利用Docker引擎进行调度和隔离，提高资源利用率。
每个容器都有独立的用户空间。
02.Docker容器的优点与VM相比，Docker容器作为一种轻量级方法虚拟化技术，在应用上有显着的优势。
下图直观地展示了Docker容器与传统VM方式的区别。
03.Docker容器的工作机制01.Docker镜像的三大要素：Docker镜像包含程序、库、资源和配置等文件，以及运行时所需的配置参数。
在构建后不会改变，用于创建Docker容器。
用户可以使用本地镜像安装多个相同的Docker容器。
容器：镜像的可执行实例使用容器来运行应用程序。
每个容器都是一个独立的安全环境。
图像存储库：存储图像文件的地方。
用户生成的图像可以上传到公共或私人存储库，供其他主机下载和使用。
02.Docker容器执行逻辑Docker采用客户端/服务器架构模型。
守护进程通常在后台运行，客户端直接与守护进程通信。
接下来，我们将探讨Docker客户端、主机和守护进程。
1.Docker客户端：用于与Docker守护进程建立通信、接收指令并执行操作（例如构建、拉取和启动容器）的工具。
2.Docker主机：运行Docker守护进程和容器的物理或虚拟机。
3.Dockerdaemon：接收客户端请求并管理Docker对象，如镜像、容器、网络、数据卷等。
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边缘计算网关采用“基于硬件平台、基于APP”的设计，终端功能由APP决定。
边缘计算网关支持Docker容器，用户可以在容器中安装自定义的业务APP，并通过提供接口与容器资源进行交互。
容器技术架构主要有两种：一种是LinuxContainer（LXC），另一种是Docker公司发布的Docker。
LXC基于Linux内核的命名空间和Cgroup实现轻量级虚拟化，并提供进程级虚拟化隔离资源。
Docker在LXC下封装为应用级容器，称为APP容器。
每个Docker容器都是一个独立的APP，方便部署和安装。
Docker和LXC都是通过Linux内核的命名空间和Cgroup机制来实现容器。
Docker容器化技术：构建高效、可移植的开发环境和部署流程｜Docker的分层设计
容器技术在云原生领域发挥着核心作用。通过容器化技术，微服务及其所需的配置、依赖和环境设置可以轻松部署在新的服务器节点上，无需重复配置，极大地提高了微服务及其所需的配置、依赖和环境设置的效率。
服务可移植性。
分层设计是Docker的核心实现理念。
理解这个原理对于全面掌握Docker镜像和容器的运行机制至关重要。
为了实现一次构建、多处运行的目标，Docker引入了分层设计。
将应用程序分解为多个层，如操作系统层、库和第三方软件层、应用程序包和配置文件层。
共享层可以显着减少安装和部署期间的下载。
然而，这也带来了一些挑战，比如如何处理不同应用之间可能存在的共性和个性冲突。
为了解决这个问题，Docker引入了写时复制策略，允许应用程序以最高优先级在自己的空白层进行修改，从而保证应用程序之间的兼容性和一致性。
在解决了操作系统过度依赖的问题后，Docker通过容器虚拟机技术进一步实现了轻量级虚拟机。
这些容器与主机共享Linux内核，不需要指令级模拟，并且消耗的性能非常少，接近普通进程。
Docker使用Go语言通过Libcontainer组件实现容器管理，通过命名空间、cgroup、能力和文件系统来控制容器。
Libcontainer接口的抽象使得Docker实现全面的跨平台实现成为可能。
在Docker的镜像管理中，镜像分为基础镜像和扩展镜像。
基础镜像提供操作系统内核，不同Linux发行版之间的主要区别在于用户空间rootfs，但内核是相同的。
基础镜像和扩展镜像是通过逐层堆叠生成的，每层镜像都可以共享，从而节省磁盘空间。
当容器启动时，一个新的可写层会加载到镜像之上，其下面的部分称为“镜像层”。
容器层是可读写的，所有的文件变化都发生在这一层，而镜像层只允许读。
Docker在进行版本变更管理时，通过添加新的层来实现版本升级。
只需要上传新的层，大大减少了上传包的大小，让版本升级变得非常快速、轻量。
这种分层设计对于大规模分布式环境中的版本分发和部署至关重要，为云原生环境中的持续集成/持续部署提供了可靠的基础。
docker容器与虚拟机有什么区别？
作为开源应用程序容器引擎，Docker可以将应用程序及其依赖项打包到可在任何流行操作系统上运行的可移植容器中。容器化技术是通过沙箱机制实现的，每个容器相互独立，就像iPhone应用程序一样，彼此之间没有接口。
这种机制几乎没有性能开销，可以让容器轻松地运行在各种机器和数据中心上。
此外，Docker容器不依赖于任何特定的语言、框架或系统。
Docker的官网上，提到了Docker的一些典型应用场景。
其中包括自动化应用程序打包和部署、创建轻量级私有PaaS环境、自动化测试和持续集成/部署、Web应用程序、数据库和后端服务的部署和扩展等。
Docker容器由于其基于LXC的轻量级虚拟化能力，在启动速度和资源占用方面比KVM等虚拟化技术具有显着优势。
Docker容器非常适合构建隔离的标准化操作环境、轻量级PaaS（如dokku）、构建自动化测试和持续集成/部署环境，以及任何需要快速启动和停止以应对高峰和低谷的Web应用程序。
现有的构建标准化操作环境的解决方案大多是在基础操作系统上运行一套Puppet或Chef，或者使用镜像文件。
不过，前者需要很多基础操作系统的先决条件，而后者几乎是不可修改的，因为它使用copyonwrite文件格式，而rootfs在运行时是只读的。
另外，镜像文件体积较大，环境管理和版本控制也是问题。
在PaaS环境中，Docker容器和dotcloudshell的最初设计意图表明它们是PaaS产品环境的基础。
Docker容器具有标准化的构建方法（buildfile）和良好的RESTAPI，并且可以很好地集成自动化测试和持续集成/分发。
由于LXC的轻量级特性，Docker容器启动速度很快，只能加载每个容器发生变化的部分，因此占用资源很少。
与KVM等虚拟化解决方案相比，这使得Docker容器在独立环境中速度更快，使用的资源更少。
虚拟化是一个广泛的技术术语，在计算中通常指在虚拟基础上而不是在真实基础上运行的数据元素。
虚拟化技术可以抽象出单个物理资源的多个逻辑表示，或者多个物理资源的单个逻辑表示。
特别对于服务器虚拟化来说，它是多个物理资源的单一逻辑表示。
虚拟化技术可以扩展硬件的容量并简化软件的重新配置过程。
CPU虚拟化技术可以模拟单个CPU的多CPU并行，使一个平台可以同时运行多个操作系统，使应用程序可以在独立的空间运行而不互相影响，从而大大提高计算机工作的效率。
在实际生产环境中，虚拟化技术主要用于解决高性能物理硬件容量过剩的问题以及旧的低容量硬件的重组和复用，使底层物理硬件变得透明，从而最大限度地利用物理硬件。
