docker学习(1)--基础概念

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1.前言

　　docker的官网：这里。下一段摘自官网描述。

　　docker是世界领先的软件容器平台。开发人员使用docker可以消除与同事的代码协作时产生的“在我机器上运行是正常的”等问题。运营商使用docker在独立的容器中运行和管理应用程序，以获得更好的计算密度。企业使用docker构建灵活的软件传送通道，可以更快，更安全地运行新功能，并且对于Linux和Windows Server应用程序都有信心。

　　什么是容器。使用容器，使一切软件运行时所需的一切都被打包成隔离的容器。与VM不同，容器不捆绑完整的操作系统-只需要软件工作所需要的库和设置。这使得系统高效，轻便，自包含，并保证软件始终运行一致，无论它在哪里部署。

2. 结构

2.1 文件目录结构

　　之前写过一篇在ubuntu下安装docker的教程：这里，目前有些过时了。这里介绍一下docker安装完成之后的相关目录结构，这里是centos的，其它的估计也大同小异。

1)docker安装目录：/var/lib/docker
2)docker日志文件：/var/log/messages
3)docker配置文件：/etc/sysconfig/docker
4)docker网络配置文件：/etc/sysconfig/docker-network
5)docker存储目录配置文件：/etc/sysconfig/docker-storage
6)docker pid目录：/run/docker.pid
7)docker命令：/usr/bin/docker

　　docker的安装目录会包含容器和镜像，所以可以会非常大，如果需要改变其路径，有两种方法可以选择：

　　1.使用参数-g来修改docker的存储文件夹

　　　　ubuntu系统下:编辑/etc/default/docker文件，添加-g参数：

　　　　　　DOCKER_OPTS="-g /路径"

　　　　centos系统下：编辑/etc/sysconfig/docker文件:

　　　　　　other_args="-g /路径"

　　　　重启docker服务。

　　2.使用链接方式

　　　　停止docker->防止意外备份tar -zcC /var/lib/docker /xxx.tar.gz->移动文件夹mv /var/lib/docker /xxx->建立链接:ln -s /xxx /var/lib/docker->启动docker。

2.2 软件架构

　　这里，这篇文章介绍的很详细，这里对其说的相关内容进行整理补充。

　　docker使用Go语言进行开发，使用的是客户端/服务器（C/S）架构的模式。客户端会与docker的守护进程进行通讯，所发送的docker pull,run,...等命令都是客户端传递给docker的守护进程进行处理的。这两者可以在同一台机器上，也可以使用客户端连接远程的docker守护进程。两者之间采取socket或者是RESTful API进行通讯。

　　docker主要包含三个东西：images、registeries、containers。

　　①images镜像就是容器的一个模板，只读。容器通过模块和一些可配置项构成，容器运行不会修改镜像的相关内容。每一个镜像都是由一系列层(layers)组成。docker使用unionFS将这些层联合成一个镜像。unionFS允许独立文件系统的文件及文件夹被透明覆盖，形成一个单独连贯的文件系统。当你改变了一个镜像，比如升级了其中一个程序，一个新的层将被创建，所以不需要替换整个镜像或重新建立，只是添加了一个新的层或升级了。层使得分发docker镜像变的快捷。

　　②registeries是镜像仓库，可以理解为github，docker的公有仓库就是docker hub。

　　③containers容器就像一个文件夹，包含所需的环境，由镜像创建。

　　所给链接文章的整体架构图已经十分清晰了，这里简单复述一下。主要的模块有：Docker Client、Docker Daemon、Docker Registry、Graph、Driver、libcontainer以及Docker container。docker客户端要运行一个容器会发送指令给docker的守护进程,守护进程将指令解析成一个个Engine层的job，先通过Driver层的graphdriver去Graph找镜像，没有就会去docker的Registry拉去镜像。Driver层有三块，另两块就是networkdriver和execdriver。这两块通过一个libcontainer来对容器container操作。

3.其它知识

　　docker的容器技术和虚拟机技术有很大的不同。虚拟机需要一个完整的操作系统，及各类组件，比较重，而docker很轻，原因就在于其不需要那些内容，本质上还是使用操作系统的内核，比如一个centos镜像，大小不到200MB，可实际上操作系统是很大的。Linux系统主要由两部分组成：rootfs和bootfs。前者是用户空间，后者是内核空间kernel，docker是不需要内核空间的，其使用的是主机自身内核。而centos镜像就是rootfs，linux不同版本的区别也主要是rootfs的不同。/dev,/proc,/bin等目录都存在于用户空间。所以docker可以支持多种Linux镜像。这也就是与虚拟机的不同之处。

　　之前讲过镜像是一层层够成的，比如底层使用centos，安装一个软件就往上加一层。这样的好处在于共享资源。centos镜像可以被很多个镜像共同使用。问题来了，如果其中有一个容器修改了centos镜像中的一个文件，其它所有的容器会被改变吗？答案是不会，之前也说过镜像是不可写的。容器启动的时候会在其所构建的镜像最上面添加一个可写层，这一层被称为容器层，其下面都是镜像层。所有的改动都只发生在容器层，镜像层是只读的。这里简单说下原理，比如镜像层有很多，如果每层都有一个相同路径的文件a,读取的时候是从上往下读的，先看容器层，先读到的为准。所以如果有改动，发生在最上层的容器层也就被最先使用，下面的镜像层只需只读就可以了。

4.后记

　　上面简单的介绍了一下docker的一个基本结构。由client发出指令，守护进程接收处理。docker镜像的构成和容器运行的过程，以及docker比较重要的三个部分：images,containers,registries。参考了一些比较优秀的文章，这里记录一下，没看明白的可以去看看这些文章（此文章也是这些的归纳总结而已）：

　　http://www.cnblogs.com/shanheyongmu/category/994426.html

　　Docker源码分析（一）：Docker架构

　　非常详细的 Docker 学习笔记

　　关于unionFS的实现：这里。

　　全篇没有图理解起来较为困难，这些文章都有图文说明。接下来会详细说一下docker的相关命令，以及镜像的创建方式和踩过的一些坑。