一、Why Docker?

  Problem - 软件开发中的问题:

  环境配置是软件开发过程中的难题，不同的计算机可能使用不同的操作系统，有不同的系统配置。一个软件可以执行的必要条件是，软件的运行依赖存在，并且对操作系统进行了正确的配置。

  所以当软件从开发环境移植到，客户机运行环境、或者测试环境的时候，可能因为操作系统设置不正确或者缺少依赖，而不能运行。比如运行JAVA应用程序，必须有JRE，还需要配置JAVA环境变量。

  简而言之，软件运行因为需要在不同机器上配置环境变量，引入依赖库。就会变的十分复杂，操作冗余。

  Solution - 软件带所需环境安装：

  （1）虚拟机

  虚拟机是一种软件带环境安装的方法，虚拟机是对硬件的一种抽象，可以将一个服务器拆分成多台服务器。Hypervisor允许多个VM在一个物理机上运行，每个VM都包括一份独立的对操作系统，应用软件，必要的二进制文件和库的复制。从而做到软件带环境安装到虚拟机。

图1 VM

  （2）Docker

  Docker是软件带环境安装的另外一种方法，docker容器是对app层的抽象，Docker容器将代码和依赖打包。多个容器可以同时运行在一个物理机上 并且共享操作系统内核，每一个容器都可以被视为相互独立且隔离的进程。容器是基于沙盒机制的，容器之间不会有任何接口。

图2 Docker

  （3）Docker容器 vs VM

• 容器是进程级别的，只包含用到的资源，容量小，启动速度快。容器运行在操作系统上，和宿主机器共享硬件资源和操作系统，可以实现资源的动态分配。容器包含应用和依赖包，与其他容器共享内核。在宿主操作系统中，用户控件以分离的进程运行。可以最优化操作系统内存的应用。
  
• 虚拟机需要模拟整个机器包括硬件，每个虚拟机都有自己的操作系统。虚拟机被启动之后，分配给虚拟机的所有资源都会被占用，虚拟机除了包含应用程序，二进制和库，还有一个完成的用户操作系统。所以，资源有些浪费，并且启动速度缓慢。

二、什么是Docker?

  Docker是一个开源的容器引擎，开发者可以将应用程序和程序所依赖的包，一起打包到一个文件中，运行文件即可产生一个虚拟容器，程序在虚拟容器中运行，无需考虑物理机运行环境的不同。

三、Docker架构及基本概念

图3 Docker架构

Docker架构图中包含如下几个部分：

  （1）Docker Client客户端：Docker客户端可以通过命令行或者其他工具，调用Docker Engin API与 Docker守护进程Daemon进行通信。

  （2）Docker Machine：是一个简化了的docker命令行安装工具，通过简单的命令可以在不同的平台上安装docker。

  （3）Docker Hosts主机：运行Docker守护进程daemon和容器container的，物理或者虚拟机器，可以是local本地主机或者remote远程主机。

  （4）Docker Daemon守护进程：运行在宿主机后台，等待接收来自客户端的消息，Docker客户端通过调用API与守护进程交互，执行对应操作，如容器的创建，运行，暂停，终止，删除。

  （5）Docker Image镜像：镜像image是用来创建容器container的模版，一个宿主机上可以存在多个镜像（image1、image3), 一个镜像可以创建多个容器（container3a、container3b），类似于Java中类与对象的关系。镜像可以从Docker Hub上下载。

  （6）Docker Container容器：容器是通过镜像创建的，容器是动态的，镜像是静态的，一个容器可以运行一个或者一组应用，内部可以安装任何软件和库文件，可以对内部环境变量做任何配置。每个容器之间都是相互隔离的，容器之间可以共享操作系统内核，但是不共享容器内部资源。

  （7）Docker Registries注册服务器：注册服务器是存放镜像仓库的地方，一个registry可以包含多个repository, 每个repository中可以包含多个镜像，如不同版本的相关iamges, ubuntu:2.2, ubuntu:2.3 ….. ubuntu:latest。

  （8）Docker Repository仓库：用来保存镜像，可以理解为代码控制中的代码仓库，类似于Maven的中央仓库。Docker公司的官方仓库存放在Docker Hub。Repository是开源项目，所以任何人都可以部署自己的私有仓库并注册在private registry，类似push到github。

Docker架构：

  Docker采用C/S架构，客户端通过调用远程API管理Docker容器，Docker daemon作为服务端接受来自客户端的请求，并执行相应任务。客户端可服务器可以在同一个宿主机，可以个在不同机器上。

四、容器云技术 kubernets和swarm

• 两者都是容器的编排服务，把底层的宿主主机抽象化，然后将应用从镜像开始，以docker的方式部署到宿主机上
• Kubernetes: 轻量级、以实现核心功能为重、实施快速、适合小规模部署
• Swarm: 企业级、功能全、支持场景多、适合做企业级docker云方案