Docker 基礎介紹

Docker 是一個開源的專案，主要提供容器化應用程式的部署與自動化的管理，透過部署 Docker engine 於 Linux 作業系統上，提供軟體抽象層以及作業系統層虛擬化自動管理機制。Docker 使用一些 Linux Kernel 中的軟體，如 Control Groups（cgroups）、namespaces（核心命名空間）、Another UnionFS 等來達到建置獨立的環境與存取 CPU、Memory 以及網路資源等，最終提供一個輕量級的虛擬化。Docker 的發展非常迅速，從 0.9.0 版本後，採用自己開發的 Libcontainer 函式庫作為直接存取由 Linux Kernel 提供的虛擬化基礎設施。Docker 也支援了多平台，從個人電腦到私有、公有雲都能夠進行使用與部署輕量級虛擬化。

Docker 並非一個新興技術，而是過往的 Linux Container 技術的基礎上進行封裝。因此使用者只需要關注應用程式如何被部署與執行就好，而不用管容器是如何被建置出來。

使用 Docker 有以下幾項好處：

• 更快速的交付和部署
• 高效能的虛擬化環境
• 易遷移和擴展服務
• 管理簡單化
• 更有效的使用實體主機資源
• 可建置任何語言的 Dockerized 應用程式
• 跨平台的管理、部署與使用

微軟過往許多需要相依於 Windows 語言應用程式也慢慢被支援到 Docker 了。

Docker Container vs 傳統虛擬化

傳統虛擬化技術一般是透過在 Host OS 上安裝 Hypervisor（VMM），然後由 Hypervisor 來管理不同虛擬主機，每個虛擬主機都需要安裝不同的作業系統，因此每個環境被獨立的完全隔離。

然而 Docker 提供應用程式在獨立的 Container 中執行，這些Container 並不需要像虛擬化一樣額外依附在 Hypervisor 甚至 Guest OS 上，而是透過 Docker engine 來進行管理。

Docker 基本概念

Docker 擁有幾個基本概念，其中包含 Docker 三大重要部分與元件。我們將針對這些概念進行概述，也會在其他章節進一步說明。

• Docker images：Image（映像檔）被用來啟動容器的實際執行得應用程式環境。這概念類似 VM 的映像檔，VM 透過映像檔來啟動作業系統，並執行許多服務，但 Docker 的映像檔則只是檔案系統的儲存狀態，是一個唯讀的板模。

• Docker containers：Container（容器）是一個應用程式執行的實例，Docker 會提供獨立、安全的環境給應用程式執行，容器是從映像檔建立，並運作於主機上。

  P.S 盡量不要在一個 Container 執行過多的服務。

• Docker registries：Registries 是被用來儲存 Docker 所建立的映像檔的地方，我們可以把自己建立的映像檔透過上傳到 Registries 來分享給其他人。Registries 也被分為了公有與私有，一般公有的 Registries 是 Docker Hub，提供了所有基礎的映像檔與全球使用者上傳的映像檔。私人的則是企業或者個人環境建置的，可參考 Deploying a registry server。

Docker 的推出與發展非常迅速，相關的部署工具與資源相繼出現，更因此讓原名為 dotcloud 變成 Docker, Inc。Docker 也在 2014 - 2015 年推出了以下三大工具：

• docker-machine：Docker machine 是可以透過指令來安裝 Docker engine 的工具。該工具可以讓使用者不需要學習一堆安裝指令來部署容器環境，目前已經支援了許多驅動程式，例如：OpenStack、Amazon EC2、Google Cloud Engine 與 Microsoft Azure等，更可以被用來建立混合環境。
• docker-compose：Compose 是 Docker 的編配工具，可以用來建置 Swarm 上的多節點容器化叢集與單一節點的應用程式。Compose 的前身是 Fig，使用者可以透過定義 YAML 檔案來描述與維護所有應用程式服務定義與部署，如多個服務之間如何連接等，使用 Compose 部署的應用程式可以在不影響其他服務情況下自動更新。
• docker-swarm：Swarm 是 Docker 的原生叢集與調度工具，它基於應用程式生命週期、容器使用、效能需求自動優化分散式應用程式的基礎架構。且 Swarm 可以透過許多服務發現（Service Discovery）套件來打造 HA 的叢集，Swarm 也提供很高的靈活性，使應用程式可以簡單的分散部署在多主機環境上。

使用者操作 Docker 的方法

Docker 主機上會執行一個 Docker daemon，就能夠開啟許多 Container。如果要對 Docker 進行操作的話，可以使用 Docker client 軟體，如 docker client、docker-py、Kitematic，這些工具會分別採用以下兩種方式來對部署 Docker daemon 進行管理：

1. UNIX Sockets
2. RESTful API

溝通方式如下圖所示，其中 Docker daemon 可以同時安裝 Docker client 來直接進行 Docker 使用（一般安裝都會有），詳細資訊可以參閱 Docker Remote API - Docker Documentation。

最後有興趣看每週 Docker 的新聞可以訂閱 Docker Weekly，參閱 Docker Newsletter

參考資源

• Docker 官方
• Docker Blog
• InfoQ Docker 深入淺出
• Docker —— 從入門到實踐