Docker的架构与安装

2023年 7月 25日 31.9k 0

文章和代码已经归档至【Github仓库:github.com/timerring/b… 】或者公众号【AIShareLab】回复 docker 也可获取。

前言

CentOS Docker 安装

Docker 并非是一个通用的容器工具,它依赖于已存在并运行的 Linux 内核环境。

Docker 实质上是在已经运行的 Linux 下制造了一个隔离的文件环境,因此它执行的效率几乎等同于所部署的 Linux 主机。因此, Docker 必须部署在 Linux 内核的系统上。如果其他系统想部署 Docker 就必须安装一个虚拟 Linux 环境。

前提条件

目前,CentOS 仅发行版本中的内核支持 Docker。Docker 运行在 CentOS 7 (64-bit)上,要求系统为 64 位、Linux 系统内核版本为 3.8 以上,这里选用 Centos7.X

查看自己的内核
uname 命令用于打印当前系统相关信息(内核版本号、硬件架构、主机名称和操作系统类型等)。
例如:uname -r 或者 cat /etc/redhat-release

Docker 的基本组成

镜像 (image)

Docker 镜像(Image)就是一个只读的模板。镜像可以用来创建 Docker 容器,一个镜像可以创建很多容器。

它也相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 centos: 7 就包含了完整的一套 centos: 7 最小系统的 root 文件系统。

相当于容器的“源代码”,docker 镜像文件类似于 Java 的类模板,而 docker 容器实例类似于 java 中 new 出来的实例对象。

容器 (container)

1 从面向对象角度

Docker 利用容器(Container)独立运行的一个或一组应用,应用程序或服务运行在容器里面,容器就类似于一个虚拟化的运行环境,容器是用镜像创建的运行实例。就像是 Java 中的类和实例对象一样,镜像是静态的定义,容器是镜像运行时的实体。容器为镜像提供了一个标准的和隔离的运行环境,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

2 从镜像容器角度

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(Repository)是集中存放镜像文件的场所。

类似于 Maven 仓库,存放各种 jar 包的地方;github 仓库,存放各种 git 项目的地方。

Docker 公司提供的官方 registry 被称为 Docker Hub,存放各种镜像模板的地方。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 ( hub.docker.com/ ),存放了数量庞大的镜像供用户下载。国内的公开仓库包括阿里云、网易云等

小总结

Docker 本身是一个容器运行载体或称之为管理引擎。我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境,这个打包好的运行环境就是 image 镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生成 Docker 容器实例 (类似 Java 中 new 出来一个对象)。

Image 文件可以看作是容器的模板。Docker 根据 image 文件生成容器的实例。同一个 image 文件,可以生成多个同时运行的容器实例。

镜像文件:image 文件生成的容器实例,本身也是一个文件,称为镜像文件。

容器实例:一个容器运行一种服务,当我们需要的时候,就可以通过 docker 客户端创建一个对应的运行实例,也就是我们的容器

仓库:就是放一堆镜像的地方,我们可以把镜像发布到仓库中,需要的时候再从仓库中拉下来就可以了。

Docker 平台架构图解

工作原理概述:

Docker 是一个 Client-Server 结构的系统,Docker 守护进程运行在主机上,然后通过 Socket 连接从客户端访问,守护进程从客户端接受命令并管理运行在主机上的容器。容器,是一个运行时环境,就是我们前面说到的集装箱。(过程类似于 mysql)

Docker 是一个 C/S 模式的架构,后端是一个松耦合架构,众多模块各司其职。

Docker 运行的基本流程为:

  • 用户是使用 Docker Client 与 Docker Daemon 建立通信,并发送请求给后者。
  • Docker Daemon 作为 Docker 架构中的主体部分,首先提供 Docker Server 的功能使其可以接受 Docker Client 的请求。
  • Docker Engine 执行 Docker 内部的一系列工作,每一项工作都是以一个 Job 的形式的存在。
  • Job 的运行过程中,当需要容器镜像时,则从 Docker Registy 中下载镜像,并通过镜像管理驱动 Graph drver 将下载镜像以 Graph 的形式存储。
  • 当需要为 Docker 创建网络环境时,通过网络管理驱动 Network driver 创建并配置 Docker 容器网络环境。
  • 当需要限制 Docker 容器运行资源或执行用户指令等操作时,则通过 Exec driver 来完成。
  • Libcontainer 是一项独立的容器管理包,Network driver 以及 Exec driver 都是通过 Libcontainer 来实现具体对容器进行的操作。
  • 安装 Docker

    文档: docs.docker.com/engine/inst…

  • 确定你是 CentOS 7 及以上版本 cat /etc/redhat-release
  • 卸载旧版本 docs.docker.com/engine/inst…
  • Yum 安装 gcc 相关 yum -y install gccyum -y install gcc-c++
  • 安装yum-utils软件包 `yum install -y yum-utils
  • 设置 stable 镜像仓库 (推荐阿里云)
  • yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
    
  • 更新 yum 软件包索引 `yum makecache fast
  • 安装 docker 引擎
  • sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin
    
  • 启动 docker `systemctl start docker
  • 测试 docker version 和 `docker run hello-world
  • 卸载: docs.docker.com/engine/inst…
  • 阿里云镜像加速

    promotion.aliyun.com/ntms/act/ku…

    获得加速器地址连接:登录阿里云开发者平台,点击控制台,选择容器镜像服务,获取加速地址。粘贴页面下的脚本直接执行即可。

    或者分步骤写入也行:
    mkdir -p /etc/dockervim /etc/docker/daemon.json

    然后重启服务即可:

    systemctl daemon-reload
    systemctl restart docker
    

    为什么 Docker 比 VM 虚拟机快

  • Docker 有着比虚拟机更少的抽象层
    由于 docker 不需要 Hypervisor(虚拟机)实现硬件资源虚拟化,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 将会在效率上有明显优势。

  • docker 利用的是宿主机的内核,而不需要加载操作系统 OS 内核
    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。进而避免引寻、加载操作系统内核返回等比较费时费资源的过程, 当新建一个虚拟机时, 虚拟机软件需要加载 OS, 返回新建过程是分钟级别的。而 docker 由于直接利用宿主机的操作系统, 则省略了返回过程, 因此新建一个 docker 容器只需要几秒钟。

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