***快速理解Docker - 容器级虚拟化解决方案
原文鏈接：http://blog.csdn.net/colorant/article/details/20608157
云計算（cloudcomputing）是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。
云計算可以認(rèn)為包括以下幾個層次的服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），平臺即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）。IaaS：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)
IaaS(Infrastructure-as-a- Service)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)。消費者通過Internet可以從完善的計算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)。例如：硬件服務(wù)器租用。PaaS：平臺即服務(wù)
PaaS(Platform-as-a- Service)：平臺即服務(wù)。PaaS實際上是指將軟件研發(fā)的平臺作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的一種應(yīng)用。但是，PaaS的出現(xiàn)可以加快SaaS的發(fā)展，尤其是加快SaaS應(yīng)用的開發(fā)速度。例如：軟件的個性化定制開發(fā)。SaaS：軟件即服務(wù)
SaaS(Software-as-a- Service)：軟件即服務(wù)。它是一種通過Internet提供軟件的模式，用戶無需購買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業(yè)經(jīng)營活動。例如：陽光云服務(wù)器。作者：劉旭暉 Raymond 轉(zhuǎn)載請注明出處
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Docker是什么
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????????簡單的說Docker是一個構(gòu)建在LXC之上的,基于進(jìn)程容器(Processcontainer)的輕量級VM解決方案.Docker近幾年已經(jīng)成為IAAS服務(wù)的事實標(biāo)準(zhǔn)，得到幾乎所有頂級國家大廠和國內(nèi)廠商的支持！
????????拿現(xiàn)實世界中貨物的運輸作類比,為了解決各種型號規(guī)格尺寸的貨物在各種運輸工具上進(jìn)行運輸?shù)膯栴},我們發(fā)明了集裝箱
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Docker的初衷也就是將各種應(yīng)用程序和他們所依賴的運行環(huán)境打包成標(biāo)準(zhǔn)的container/image,進(jìn)而發(fā)布到不同的平臺上運行
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從理論上說這一概念并不新鮮,各種虛擬機(jī)Image也起著類似的作用
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Docker container和普通的虛擬機(jī)Image相比,最大的區(qū)別是它并不包含操作系統(tǒng)內(nèi)核.
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普通虛擬機(jī)將整個操作系統(tǒng)運行在虛擬的硬件平臺上,進(jìn)而提供完整的運行環(huán)境供應(yīng)用程序運行,而Docker則直接在宿主平臺上加載運行應(yīng)用程序.本質(zhì)上他在底層使用LXC啟動一個Linux Container,通過cgroup等機(jī)制對不同的container內(nèi)運行的應(yīng)用程序進(jìn)行隔離,權(quán)限管理和quota分配等
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每個container擁有自己獨立的各種命名空間(亦即資源)包括:
?PID進(jìn)程, MNT文件系統(tǒng), NET網(wǎng)絡(luò), IPC, UTS主機(jī)名等
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?與LXC有什么不同
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基本上你可以認(rèn)為目前的Docker是LXC的一個高級封裝,提供了各種輔助工具和標(biāo)準(zhǔn)接口方便你使用LXC,你可以依靠LXC和各種腳本實現(xiàn)與docker類似的功能，就像你不使用APT/yum等工具也可以自己搞定軟件包安裝一樣，你使用他們的關(guān)鍵原因是方便易用！
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實際使用中，你一般不用關(guān)心底層LXC的細(xì)節(jié),同時也不排將來docker實現(xiàn)基于非LXC方案的可能性
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在LXC的基礎(chǔ)上, Docker額外提供的Feature包括：標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的打包部署運行方案，歷史版本控制， Image的重用，Image共享發(fā)布等等
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Container構(gòu)建方案
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除了LXC，Docker的核心思想就體現(xiàn)在它的運行容器構(gòu)建方案上
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為了最大化重用Image，加快運行速度，減少內(nèi)存和磁盤footprint, Docker container運行時所構(gòu)造的運行環(huán)境，實際上是由具有依賴關(guān)系的多個Layer組成的。例如一個apache的運行環(huán)境可能是在基礎(chǔ)的rootfs image的基礎(chǔ)上，疊加了包含例如Emacs等各種工具的image，再疊加包含apache及其相關(guān)依賴library的image，這些image由AUFS文件系統(tǒng)加載合并到統(tǒng)一路徑中，以只讀的方式存在，最后再疊加加載一層可寫的空白的Layer用作記錄對當(dāng)前運行環(huán)境所作的修改。
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有了層級化的Image做基礎(chǔ)，理想中，不同的APP就可以既可能的共用底層文件系統(tǒng)，相關(guān)依賴工具等，同一個APP的不同實例也可以實現(xiàn)共用絕大多數(shù)數(shù)據(jù)，進(jìn)而以copy on write的形式維護(hù)自己的那一份修改過的數(shù)據(jù)等
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歷史和生態(tài)環(huán)境
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Docker項目從啟動到現(xiàn)在不過一年多時間，發(fā)展勢頭還是很迅猛的
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2013.01做為dotcloud內(nèi)部項目開始啟動
2013.03.27正式作為public項目發(fā)布
2014.1被BLACK DUCK評選為2013年10大開源新項目“TOP 10 OPEN SOURCE ROOKIE OF THE YEAR”
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目前的狀態(tài) ( 2014.3 )
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Docker 0.8.1
10000+ github stars(top 50)
350+ contributors
1500+ fork
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具體應(yīng)用方面，可以看到百度至少在2013年10月份就已經(jīng)成功使用Docker支持其BAE平臺的Paas服務(wù)
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安裝運行和使用
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Docker雖然是號稱build once， runeverywhere。但是實際上還是受其引擎依賴關(guān)系的限制的，目前的版本具體來說對系統(tǒng)要求：
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- Linux Kernel 3.8+
- LXCsupport
- 64bitOS
- AUFS
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以上要求，以ubuntu為例，需要12.04配合 3.8kernel升級，或者 ubuntu 13.04+
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在ubuntu12.04上，基本安裝步驟如下
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sudoapt-get update sudo apt-get install linux-image-generic-lts-raringlinux-headers-generic-lts-raring
sudoapt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys36A1D7869245C8950F966E92D8576A8BA88D21E9
sudosh -c "echo deb http://get.docker.io/ubuntudocker main\ > /etc/apt/sources.list.d/docker.list"
sudoapt-get update
sudoapt-get install lxc-docker
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如果你在安裝之前想要先體驗一下docker的基本操作命令等的話，可以嘗試一下這個在線的live教程https://www.docker.io/gettingstarted/#h_tutorial
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常用命令
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分類列一下常用的CLI命令
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- 倉庫相關(guān)
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search/ pull / push / login etc.
例：docker pull ubuntu從倉庫下載ubuntuimage
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- Images操作相關(guān)
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images/ rmi / build / export? / import / save /load etc.
例：docker images -t以樹形結(jié)構(gòu)列出當(dāng)前本地Image
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- 運行相關(guān)
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run / start / stop / restart / attach /kill etc.
docker run -i -t ubuntu /bin/bash?啟動ubuntu image，并交互式的運行shell
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- 雜項
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Docker diff? / commit
Dockerinfo / ps / inspect / port / logs / top / history etc.
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具體docker命令的使用參見http://docs.docker.io/en/latest/reference/commandline/
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常見問題
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- 使用Non root用戶
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目前版本的docker由于使用Socket進(jìn)行通訊，因此需要root用戶權(quán)限 sudo xxx，或者將需要使用Dockerclient的用戶加入docker用戶組
sudogpasswd -a ${USER} docker
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- 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)問題
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當(dāng)你在網(wǎng)關(guān)背后需要通過代理連接docker的index數(shù)據(jù)庫時，可以手動加上http_proxy環(huán)境變量來啟動dockerdaemon
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HTTP_PROXY=http://proxy_server:port docker -d &
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更好的做法是修改/etc/default/docker ( on ubuntu ),添加exporthttp_proxy=proxy_server:port
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同樣，docker container如果無法自動正確的從host環(huán)境中獲得DNS的配置，則需要手動指定DNS服務(wù)器地址，這可以通過 docker -run --dns=xxx 來實現(xiàn)，也可以修改/etc/default/docker添加例如DOCKER_OPTS="-dns8.8.8.8"
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- 特權(quán)模式
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在正常情況下在container內(nèi)部你沒有權(quán)限操作device設(shè)備，而當(dāng)前版本中，container內(nèi)部部分文件例如/etc/hosts;/etc/hostname; /etc/resolve.conf等文件是動態(tài)通過mount動態(tài)以只讀的形式加載上來的，理論上說你應(yīng)該找到合適的方法去保證這些自動生成并加載的文件的正確性 (例如通過--dns設(shè)置 resolve.conf )，但是如果由于特殊原因你需要手動修改，那么你可以通過特權(quán)模式啟動 docker client： docker run --privileged，然后你可以卸載這些文件，自己再創(chuàng)建新的版本
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- 過多的層級依賴關(guān)系
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以Layer的方式實現(xiàn)APP和相關(guān)library的cheap reuse和fast update是Docker的關(guān)鍵所在，不過受目前AUFS文件系統(tǒng)的限制，默認(rèn)Layer的層級最多只能達(dá)到127（曾經(jīng)只有42），在實際使用中有多種情況可能導(dǎo)致你的container的層級關(guān)系快速增長到這個極限值，撇開這么多layer疊加以后AUFS的效率不談，更多情況下是你無法再更新構(gòu)建你的image了
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前兩者在一定程度上還是你自己可能把控的，最后一種情況就沒辦法了。這個問題最終必將影響Docker的實際可用性，目前的解決方案包括：
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- 使用Dockerfile時,盡可能合并多個操作：例如使用 "&&" 或 ";"合并運行多個shell命令；將多個shell命令寫成腳本，在dockerfile中添加并運行這個腳本
- 通過Export再Import Image，丟棄所有歷史信息和依賴關(guān)系，創(chuàng)建一個全新的image
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將來可能的解決方案包括：
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- 在Dockerfile中添加對多步操作的合并提交的支持
- 外部的image Flat工具的支持，目標(biāo)是能夠保留歷史信息等
- 非AUFS的其它Storage解決方案
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Future development
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雖然Docker目前默認(rèn)使用LXC和AUFS，但是Docker的核心思想本身，并不強(qiáng)制綁定這兩者，0.8版本已經(jīng)可以使用BTRFS，而整個Docker框架也改成了插件式的架構(gòu)，便于添加替換各個功能模塊
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例如更多的Storage方案的支持，規(guī)避AUFS當(dāng)前的問題，除了LXC以外更多的虛擬化方案等
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的***快速理解Docker - 容器级虚拟化解决方案的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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