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Docker 相关概念理解
2020.03.18 18:46 2020.03.18 18:46

1. 概念

Docker中有几个重要的概念,理解到了这几个概念,后面学习来就非常轻松啦!

Docker包括三个基本概念:

  • 镜像(Image)
  • 容器(Container)
  • 仓库(Repository)

1.1. 镜像

镜像(Image)——一个特殊的文件系统

操作系统分为内核和用户空间。对于Linux而言,内核启动后,会挂载root文件系统为其提供用户空间支持。而Docker镜像(Image),就相当于是一个root文件系统。

Docker镜像是一个特殊的文件系统,除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外,还包含了一些为运行时准备的一些配置参数(如匿名卷、环境变量、用户等)。 镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。

Docker设计时,就充分利用Union FS的技术,将其设计为分层存储的架构。 镜像实际是由多层文件系统联合组成。

镜像构建时,会一层层构建,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。比如,删除前一层文件的操作,实际不是真的删除前一层的文件,而是仅在当前层标记为该文件已删除。在最终容器运行的时候,虽然不会看到这个文件,但是实际上该文件会一直跟随镜像。因此,在构建镜像的时候,需要额外小心,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。

分层存储的特征还使得镜像的复用、定制变的更为容易。甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层,然后进一步添加新的层,以定制自己所需的内容,构建新的镜像。

1.2. 容器

容器(Container)——镜像运行时的实体

镜像(Image)和容器(Container)的关系,就像是面向对象程序设计中的类和实例一样,镜像是静态的定义,容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等 。

也即:一个镜像可以创建n个容器;

容器的实质是进程,但与直接在宿主执行的进程不同,容器进程运行于属于自己的独立的命名空间。前面讲过镜像使用的是分层存储,容器也是如此。

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。

按照Docker最佳实践的要求,容器不应该向其存储层内写入任何数据 ,容器存储层要保持无状态化。所有的文件写入操作,都应该使用数据卷(Volume)、或者绑定宿主目录,在这些位置的读写会跳过容器存储层,直接对宿主(或网络存储)发生读写,其性能和稳定性更高。数据卷的生存周期独立于容器,容器消亡,数据卷不会消亡。因此, 使用数据卷后,容器可以随意删除、重新run,数据却不会丢失。

1.3. 仓库

仓库(Repository)——集中存放镜像文件的地方

镜像构建完成后,可以很容易的在当前宿主上运行,但是, 如果需要在其它服务器上使用这个镜像,我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务,Docker Registry就是这样的服务。

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。所以说:镜像仓库是Docker用来集中存放镜像文件的地方类似于我们之前常用的代码仓库。

通常,一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像,而标签就常用于对应该软件的各个版本 。我们可以通过<仓库名>:<标签>的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签,将以latest作为默认标签。


Docker Registry公开服务和私有Docker Registry的概念:

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。一般这类公开服务允许用户免费上传、下载公开的镜像,并可能提供收费服务供用户管理私有镜像。

最常使用的Registry公开服务是官方的Docker Hub ,这也是默认的Registry,并拥有大量的高质量的官方镜像,网址为:hub.docker.com/ 。在国内访问Docker Hub可能会比较慢国内也有一些云服务商提供类似于Docker Hub的公开服务。

除了使用公开服务外,用户还可以在本地搭建私有Docker Registry 。Docker官方提供了Docker Registry镜像,可以直接使用做为私有Registry服务。开源的Docker Registry镜像只提供了Docker Registry API的服务端实现,足以支持Docker命令,不影响使用。但不包含图形界面,以及镜像维护、用户管理、访问控制等高级功能。

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