1 - Docker
官方文档
2 - Docker简介
2.1 虚拟化技术
硬件级虚拟化（hardware-level-virtualization）
基于Hyper-V运行在硬件之上的虚拟化技术，模拟的是一个完整的操作系统。VMWare, Xen, VirtualBox，亚马逊AWS和阿里云都是用的这种技术。
操作系统级虚拟化（os-level-virtualization）
运行在操作系统之上的，模拟的是运行在操作系统上的多个不同进程，并将其封装在一个密闭的容器里面，也称为容器化技术。
Docker是容器虚拟化中目前最流行的一种实现。
2.2 什么是Docker？
Docker是一个能够把开发的应用程序自动部署到容器的开源引擎。其实是容器化技术的其中一种实现（轻量虚拟化技术），由于省去了操作系统，整个层级更简化，提供了简单易用的跨平台、可移植的容器解决方案。
- 提供一个简单、轻量的建模方式：大多数docker容器只需不到1秒钟即可启动。
- 职责的逻辑分离：开发人员只需关注容器内的应用程序，运维人员只需管理容器，加强开发环境与生产环境的一致性。
- 快速、高效的开发声明周期：缩短代码从开发、测试到部署、上线运行的周期，让应用程序具备可移植性，易于构建。并易于协作。
- 鼓励使用面向服务的架构：推荐单个容器只运行一个应用程序或进程，这样，应用程序或服务都可以表示为一系列内部互联的容器，从而实现分布式部署应用程序，方便扩展和调试。
2.3 Docker主要解决什么问题？
- Docker的核心价值在于，改变传统的软件“交付”和“运行”方式。
- 也就是说重新定义了软件开发、测试、交付和部署的流程，最终交付的是整个应用程序运行环境（OS + 中间件、类库 + 应用程序代码）。
- Docker通过将运行环境和应用程序打包到一起，来解决部署环境依赖问题，真正做到跨平台的分发和使用。
- Docker构造一个“轻量虚拟环境”，作为标准化的运行环境，并且具备妙级创建、删除虚拟环境和动态调整资源的能力。
2.4 Docker的优势
- 更高效的系统资源利用。Docker容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销
- 更快速的启动时间。Docker容器应用直接运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统。
- 一致的运行环境。Docker镜像提供除内核外完整的运行时环境。
- 更轻松的迁移。执行环境的一致性，迁移应用更加容易，Build once，run anywhere（构建一次，在各平台上运行）。
- 更便利的持续交付和部署。一次创建或配置，任意环境正常运行。
- 更轻松的维护和扩展。Docker的分层存储以及镜像技术，复用、维护和扩展更简单。
单一容器或单一服务器的一组容器不再是关注的重点。
通过云原生应用（Cloud Native Application）和微服务框架（MicroService Framework）把商业逻辑映射为容器集群，为商业成功奠定技术基础才是核心。
2.5 容器vs虚拟机
与传统VM相比，更轻量，启动速度更快，单台硬件上可以同时跑上千个容器，非常适合在业务高峰期通过启动大量容器进行横向扩展。
| 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 |
- 管理程序虚拟化（hypervisor virtualization， HV）通过中间层将一台或多台独立的机器虚拟运行与物理硬件之上
- 容器是直接运行在操作系统内核之上的用户空间，可以让多个独立的用户空间运行在同一台宿主机上。
3 - Docker的基础概念
3.1 使用场景举例（CI）
通过Dockerfile或Docker Hub分享和发布镜像，与其他服务集成，进行开发流程的自动化。
- 开发人员编写、提交代码到代码服务器，如GitHub、GitLab等
- 代码服务器通过webhook调用CI/CD服务，如Jenkins、CircleCI等
- CI服务器下载最新代码，构建Docker镜像，并进行测试
- 自动集成测试通过之后，将之前构建的镜像推送到私有Registry
- 运维人员使用新版的Docker镜像进行部署
3.2 镜像（Image） - Docker生命周期的构建或打包阶段
Docker镜像是一个容器的文件系统，提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件和运行时需要的一些配置参数（ 如匿名卷、环境变量、用户等）。
Docker镜像是只读的,不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。
Docker利用UnionFS技术，设计为分层存储的架构，Docker镜像由多层文件系统联合组成。
镜像构建时，会一层层构建，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。
前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。
3.3 容器（Container） - Docker生命周期的启动或执行阶段
Linux的CGroup技术用来限定一个进程的资源使用，Namespace技术用来划分不同的命名空间。
容器的实质是进程，是基于CGroup技术和Namespace技术运行在操作系统上的一个拥有受限资源和单独命名空间的进程。
容器拥有自己的文件系统、网络配置、进程空间，甚至用户ID空间。
每一个容器运行时，是以镜像为基础层，在其上创建一个当前容器的存储层。当容器运行时，会在镜像之上再加上一层可读可写层。
容器存储层的生存周期和容器一样，容器消亡时，容器存储层也随之消亡。因此，任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。
但数据卷（Volume）的生存周期独立于容器，容器消亡，数据不会丢失，所以文件写入操作应该使用数据卷（ Volume）。
总结起来，Docker容器就是：
- 一个镜像格式
- 一系列标准的操作
- 一个执行环境
3.4 仓库（Repository）
Docker Registry是提供集中的存储、分发镜像的服务。
一个 Docker Registry 中可以包含多个仓库（ Repository） ；每个仓库可以包含多个标签（ Tag） ；每个标签对应一个镜像。
通过 <仓库名>:<标签> 格式指定具体镜像。如果不给出标签，将以 latest 作为默认标签。
Docker Registry 公开服务是开放给用户使用、允许用户管理镜像的 Registry 服务。
最常使用的 Registry 公开服务是官方的 Docker Hub，这也是默认的 Registry。
国内也有类似Docker Hub 的公开服务。例如：网易云镜像服务、DaoCloud镜像市场、阿里云镜像库等。
除了使用Docker公共镜像仓库外，用户还可以在本地搭建私有 Docker Registry。
Docker Registry已经作为Docker容器公开，按照官方文档的说明进行操作，可以构建一个私有的Docker镜像仓库。
在使用Docker Registry时，需要明确指定自己的Docker Registry地址。
3.5 Docker加速器
Docker加速器是指国内的一些云服务商提供了针对 Docker Hub 的镜像服务（ Registry Mirror）。
使用加速器会直接从国仓库内的地址下载 Docker Hub 的镜像。
3.6 容器的UUID
UUID -- 通用唯一标识符（Universally Unique Identifier）
容器有三种方式来进行标识：长UUID、短UUID、Name。
UUID 是 Docker daemon 产生的，在一台主机上是唯一的，在创建容器的时候可以通过--name 来指定容器的名字，如果不指定会自动分配一个字符串名称。
通过docker ps、docker inspect等命令可以查看到容器的标识信息。
4 - Docker的C/S架构
Docker在主机上是C/S架构，也就是说，在运行时分为Docker Engine（docker服务器或守护进程docker daemon)和docker client（客户端工具）。
- Docker daemon：Docker守护进程，运行在宿主机（ DOCKER-HOST）的后台进程，可通过 Docker客户端与之通信。
- Client：Docker客户端（用户界面），接受用户命令和配置标识，并与 Docker daemon通信。图中， docker build等都是 Docker的相关命令。
- Images：Docker镜像，包含创建 Docker容器的说明，使用Docker镜像可以运行 Docker镜像中的程序。
- Container：容器，是镜像的可运行实例，可以通过 Docker API或者 CLI命令来启停、移动、删除容器。
- Registry
集中存储与分发镜像的服务。可以使用Docker命令下载镜像并使用
一个 Docker Registry可包含多个 Docker仓库，每个仓库可包含多个镜像标签，每个标签对应一个 Docker镜像。
Docker Registry可分为公有Docker Registry和私有Docker Registry。
官网的Docker Hub是最常用的DockerRegistry，也是默认的Docker Registry。
使用docker version命令来查看client和daemon的信息。
# docker version
Client:
Version: 18.09.6
API version: 1.39
Go version: go1.10.8
Git commit: 481bc77
Built: Sat May 4 02:35:27 2019
OS/Arch: linux/amd64
Experimental: false
Server: Docker Engine - Community
Engine:
Version: 18.09.6
API version: 1.39 (minimum version 1.12)
Go version: go1.10.8
Git commit: 481bc77
Built: Sat May 4 01:59:36 2019
OS/Arch: linux/amd64
Experimental: false
4.1 客户端与服务端通信
默认情况下，DOCKER的客户端与服务端通信是不经认证的。
也就是说，如果把DOCKER绑定到对外公开的网路接口上，那么任何人都可以连接到此DOCKER守护进程。
Docker Engine提供了一组RESTful API(Docker Remote API)，客户端工具通过这组API与Docker Engine交互，从而完成各种功能。
因此，虽然表面上好像是在本机执行各种docker功能，但实际上，一切都是使用的远程调用形式在服务端(Docker Engine)完成。
这种C/S设计，让操作远程服务器的Docker Engine变得轻而易举。
4.2 守护进程状态
安装完Docker后，需要确认Docker的守护进程是否运行，可通过命令systemctl status docker 或service status docker来查看。
Docker以root权限运行守护进程和其客户端程序。
- 启动docker：
systemctl start docker - 停止docker：
systemctl stop docker - 重启docker：
systemctl restart docker - 开机启动：
systemctl enable docker - 重新加载配置文件：
systemctl daemon-reload
4.3 docker daemon
可以使用docker daemon命令控制Docker守护进程，查看docker daemon的用法docker daemon --help。
例如：
- 可以使用‘-H’标志调整守护进程绑定监听端口的方式，指定不同的网络接口和端口配置，也可以通过使用DOCKER_HOST环境变量来简化。
- 使用‘-D’标志开启守护进程的调试模式，获得更详细的信息。
5 - 思维导图
6 - Docker简单使用示例
使用docker的时候，首先需要拉取镜像，然后运行这个镜像，通过镜像生成容器。
同时，容器也可以转化为镜像，通过docker commit将容器的可读可写层转化为只读层。
注意：容器运行过程中，并不会修改镜像的内容，如果需要对容器做持久化，就必须通过commit来进行，否则容器退出后数据就会丢失。
# 获取镜像
[root@CentOS-7 ~]# docker pull ubuntu:16.04
# 运行容器
[root@CentOS-7 ~]# docker run -it --rm ubuntu:16.04 bash
root@7f8001fb78da:/# cat /etc/os-release
NAME="Ubuntu"
VERSION="16.04.2 LTS (Xenial Xerus)"
ID=ubuntu
ID_LIKE=debian
PRETTY_NAME="Ubuntu 16.04.2 LTS"
VERSION_ID="16.04"
HOME_URL="http://www.ubuntu.com/"
SUPPORT_URL="http://help.ubuntu.com/"
BUG_REPORT_URL="http://bugs.launchpad.net/ubuntu/"
VERSION_CODENAME=xenial
UBUNTU_CODENAME=xenial
root@7f8001fb78da:/#
root@7f8001fb78da:/# exit
exit
[root@CentOS-7 ~]#
# -i ：交互式操作
# -t ：分配pseudo-TTY终端
# --rm ：容器退出后，删除容器
# ubuntu:14.04 ：使用ubuntu:14.04镜像为基础启动容器
# bash ：交互式bash Shell