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[23867] 2015-05-08_8个你可能不知道的Docker知识

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2015-05-08_8个你可能不知道的Docker知识 8   个 你 可 能 不 知 道 的   D o c k e r   知 识 L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 0 5 - 0 8 自 从 上 世 纪   9 0   年 代 硬 件 虚 拟 化 被 主 流 的 技 术 广 泛 普 及 之 后 ， 对 数 据 中 心 而 言 ， 发 生 的 最 大 的 变 革 莫 过 于 容 器 和 容 器 管 理 工 具 ， 例 如 ： D o c k e r 。 在 过 去 的 一 年 内 ， D o c k e r   技 术 已 经 逐 渐 走 向 成 熟 ， 并 且 推 动 了 大 型 初 创 公 司 例 如   T w i t t e r   和   A i r b n b   的 发 展 ， 甚 至 在 银 行 、 连 锁 超 市 、 甚 至   N A S A   的 数 据 中 心 都 赢 得 了 一 席 之 地 。 当 我 几 年 前 第 一 次 直 到   D o c k e r   的 时 候 ， 我 还 对   D o c k e r   的 未 来 持 怀 疑 的 态 度 ， 我 认 为 他 们 是 把 以 前 的   L i n u x   容 器 的 概 念 拿 出 来 包 装 了 一 番 推 向 市 场 。 但 是 使 用   D o c k e r   成 功 进 行 了 几 个 项 目   例 如   S p a n t r e e   之 后 ， 我 改 变 了 我 的 看 法 ： D o c k e r   帮 助 我 们 节 省 了 大 量 的 时 间 和 经 历 ， 并 且 已 经 成 为 我 们 技 术 团 队 中 不 可 或 缺 的 工 具 。 G i t H u b   上 面 每 天 都 会 催 生 出 各 式 各 样 的 工 具 、 形 态 各 异 的 语 言 和 千 奇 百 怪 的 概 念 。 如 果 你 和 我 一 样 ， 没 有 时 间 去 把 他 们 全 部 都 测 试 一 遍 ， 甚 至 没 有 时 间 去 亲 自 测 试   D o c k e r ， 那 么 你 可 以 看 一 下 我 的 这 篇 文 章 ： 我 将 会 用 我 们 在   D o c k e r   中 总 结 的 经 验 来 告 诉 你 什 么 是   D o c k e r 、 为 什 么 D o c k e r   会 这 么 火 。 D o c k e r   是 容 器 管 理 工 具 D o c k e r   是 一 个 轻 量 级 、 便 携 式 、 与 外 界 隔 离 的 容 器 ， 也 是 一 个 可 以 在 容 器 中 很 方 便 地 构 建 、 传 输 、 运 行 应 用 的 引 擎 。 和 传 统 的 虚 拟 化 技 术 不 同 的 是 ， D o c k e r   引 擎 并 不 虚 拟 出 一 台 虚 拟 机 ， 而 是 直 接 使 用 宿 主 机 的 内 核 和 硬 件 ， 直 接 在 宿 主 机 上 运 行 容 器 内 应 用 。 也 正 是 得 益 于 此 ， D o c k e r   容 器 内 运 行 的 应 用 和 宿 主 机 上 运 行 的 应 用 性 能 差 距 几 乎 可 以 忽 略 不 计 。
但 是   D o c k e r   本 身 并 不 是 一 个 容 器 系 统 ， 而 是 一 个 基 于 原 有 的 容 器 化 工 具   L X C   用 来 创 建 虚 拟 环 境 的 工 具 。 类 似   L X C   的 工 具 已 经 在 生 产 环 境 中 使 用 多 年 ， D o c k e r   则 基 于 此 提 供 了 更 加 友 好 的 镜 像 管 理 工 具 和 部 署 工 具 。 D o c k e r   不 是 虚 拟 化 引 擎 D o c k e r   第 一 次 发 布 的 时 候 ， 很 多 人 都 拿   D o c k e r   和 虚 拟 机   V M w a r e 、 K V M   和   V i r t u a l B o x   比 较 。 尽 管 从 功 能 上 看 ， D o c k e r   和 虚 拟 化 技 术 致 力 于 解 决 的 问 题 都 差 不 多 ， 但 是   D o c k e r   却 是 采 取 了 另 一 种 非 常 不 同 的 方 式 。 虚 拟 机 是 虚 拟 出 一 套 硬 件 ， 虚 拟 机 的 系 统 进 行 的 磁 盘 操 作 ， 其 实 都 是 在 对 虚 拟 出 来 的 磁 盘 进 行 操 作 。 当 运 行   C P U   密 集 型 的 任 务 时 ， 是 虚 拟 机 把 虚 拟 系 统 里 的   C P U   指 令 “ 翻 译 ” 成 宿 主 机 的 C P U 指 令 并 进 行 执 行 。 两 个 磁 盘 层 ， 两 个 处 理 器 调 度 器 ， 两 个 操 作 系 统 消 耗 的 内 存 ， 所 有 虚 拟 出 的 这 些 都 会 带 来 相 当 多 的 性 能 损 失 ， 一 台 虚 拟 机 所 消 耗 的 硬 件 资 源 和 对 应 的 硬 件 相 当 ， 一 台 主 机 上 跑 太 多 的 虚 拟 机 之 后 就 会 过 载 。 而   D o c k e r   就 没 有 这 种 顾 虑 。 D o c k e r   运 行 应 用 采 取 的 是 “ 容 器 ” 的 解 决 方 案 ： 使 用   n a m e s p a c e   和   C G r o u p   进 行 资 源 限 制 ， 和 宿 主 机 共 享 内 核 ， 不 虚 拟 磁 盘 ， 所 有 的 容 器 磁 盘 操 作 其 实 都 是 对 的 操 作 。 简 言 之 ， D o c k e r   其 实 只 是 在 宿 主 机 中 运 行 了 一 个 受 到 限 制 的 应 用 程 序 。 从 上 面 不 难 看 出 ， 容 器 和 虚 拟 机 的 概 念 并 不 相 同 ， 容 器 也 并 不 能 取 代 虚 拟 机 。 在 容 器 力 所 不 能 及 的 地 方 ， 虚 拟 机 可 以 大 显 身 手 。 例 如 ： 宿 主 机 是   L i n u x ， 只 能 通 过 虚 拟 机 运 行   W i n d o w s ， D o c k e r   便 无 法 做 到 。 再 例 如 ， 宿 主 机 是   W i n d o w s ， W i n d o w s   并 不 能 直 接 运 行 D o c k e r ， W i n d o w s 上 的   D o c k e r   其 实 是 运 行 在   V i r t u a l B o x   虚 拟 机 里 的 。 D o c k e r   使 用 层 级 的 文 件 系 统 前 面 提 到 过 ， D o c k e r   和 现 有 容 器 技 术   L X C   等 相 比 ， 优 势 之 一 就 是   D o c k e r   提 供 了 镜 像 管 理 。 对 于   D o c k e r   而 言 ， 镜 像 是 一 个 静 态 的 、 只 读 的 容 器 文 件 系 统 的 快 照 。 然 而 不 仅 如 此 ， D o c k e r   中 所 有 的 磁 盘 操 作 都 是 对 特 定 的 C o p y - O n - W r i t e 文 件 系 统 进 行 的 。 下 面 通 过 一 个 例 子 解 释 一 下 这 个 问 题 。 例 如 我 们 要 建 立 一 个 容 器 运 行   J A V A   W e b   应 用 ， 那 么 我 们 应 该 使 用 一 个 已 经 安 装 了   J A V A   的 镜 像 。 在   D o c k e r f i l e （ 一 个 用 于 生 成 镜 像 的 指 令 文 件 ） 中 ， 应 该 指 明 “ 基 于   J A V A   镜 像 ” ， 这 样   D o c k e r   就 会 去   D o c k e r   H u b   R e g i s t r y   上 下 载 提 前 构 建 好 的   J A V A   镜 像 。 然 后 再   D o c k e r f i l e   中 指 明 下 载 并 解 压   A p a c h e   T o m c a t   软 件 到 文 件 夹 中 。 这 条 命 令 并 不 会 对 原 有 的   J A V A   镜 像 产 生 任 何 影 响 ， 而 仅 仅 是 在 原 有 镜 像 上 面 添 加 了 一 个 改 动 层 。 当 一 个 容 器 启 动 时 ， 容 器 内 的 所 有 改 动 层 都 会 启 动 ， 容 器 会 从 第 一 层 中 运 行 命 令 ， 并 且 调 用 另 外 一 层 中 的 命 令 。 实 际 上 ， D o c k e r f i l e   中 每 一 条 指 令 都 会 产 生 一 个 新 的 改 动 层 ， 即 便 只 有 一 个 文 件 被 改 动 。 如 果 用 过   G i t   就 能 更 清 楚 地 认 识 这 一 点 ， 每 条 指 令 就 像 是 每 次   c o m m i t ， 都 会 留 下 记 录 。 但 是 对 于   D o c k e r   来 说 ， 这 种 文 件 系 统 提 供 了 更 大 的 灵 活 性 ， 也 可 以 更 方 便 地 管 理 应 用 程 序 。 我 们 S p a n t r e e 的 团 队 有 一 个 自 己 维 护 的 含 有   T o m c a t   的 镜 像 。 发 布 新 版 本 也 非 常 简 单 ： 使 用   D o c k e r f i l e   将 新 版 本 拷 贝 进 镜 像 从 而 创 建 一 个 新 镜 像 ， 然 后 给 新 镜 像 贴 上 版 本 的 标 签 。 不 同 版 本 的 镜 像 的 不 同 之 处 仅 仅 是 一 个   9 0   M B   大 小 的   W A R   文 件 ， 他 们 所 基 于 的 主 镜 像 都 是 相 同 的 。 如 果 使 用 虚 拟 机 去 维 护 这 些 不 同 的 版 本 的 话 ， 还 要 消 耗 掉 很 多 不 同 的 磁 盘 去 存 储 相 同 的 系 统 ， 而 使 用   D o c k e r   就 只 需 要 很 小 的 磁 盘 空 间 。 即 便 我 们 同 时 运 行 这 个 镜 像 的 很 多 实 例 ， 我 们 也 只 需 要 一 个 基 础 的   J A V A   /   T O M C A T   镜 像 。 D o c k e r   可 以 节 约 时 间 很 多 年 前 我 在 为 一 个 连 锁 餐 厅 开 发 软 件 时 ， 仅 仅 是 为 了 描 述 如 何 搭 建 环 境 都 需 要 写 一 个   1 2   页 的   W o r d   文 档 。 例 如 本 地   O r a c l e   数 据 库 ， 特 定 / v a r / l i b / d o c k e r / / o p t / t o m c a t / u s r / b i n / j a v a / o p t / t o m c a t / b i n
版 本 的   J A V A ， 以 及 其 他 七 七 八 八 的 系 统 工 具 和 共 享 库 、 软 件 包 。 整 个 搭 建 过 程 浪 费 掉 了 我 们 团 队 每 个 人 几 乎 一 天 的 时 间 ， 如 果 用 金 钱 衡 量 的 话 ， 花 掉 了 我 们 上 万 美 金 的 时 间 成 本 。 虽 然 客 户 已 经 对 这 种 事 情 习 以 为 常 ， 甚 至 认 为 这 是 引 入 新 成 员 、 让 成 员 适 应 环 境 、 让 自 己 的 员 工 适 应 我 们 的 软 件 所 必 须 的 成 本 ， 但 是 相 比 较 起 来 ， 我 们 宁 愿 把 更 多 的 时 间 花 在 为 客 户 构 建 可 以 增 进 业 务 的 功 能 上 面 。 如 果 当 时 有   D o c k e r ， 那 么 构 建 环 境 就 会 像 使 用 自 动 化 搭 建 工 具   P u p p e t   /   C h e f   /   S a l t   /   A n s i b l e   一 样 简 单 ， 我 们 也 可 以 把 整 个 搭 建 时 间 周 期 从 一 天 缩 短 为 几 分 钟 。 但 是 和 这 些 工 具 不 同 的 地 方 在 于 ， D o c k e r   可 以 不 仅 仅 可 以 搭 建 整 个 环 境 ， 还 可 以 将 整 个 环 境 保 存 成 磁 盘 文 件 ， 然 后 复 制 到 别 的 地 方 。 需 要 从 源 码 编 译   N o d e . j s   吗 ？ D o c k e r   做 得 到 。 D o c k e r   不 仅 仅 可 以 构 建 一 个   N o d e . j s   环 境 ， 还 可 以 将 整 个 环 境 做 成 镜 像 ， 然 后 保 存 到 任 何 地 方 。 当 然 ， 由 于   D o c k e r   是 一 个 容 器 ， 所 以 不 用 担 心 容 器 内 执 行 的 东 西 会 对 宿 主 机 产 生 任 何 的 影 响 。 现 在 新 加 入 我 们 团 队 的 人 只 需 要 运 行 命 令 ， 便 可 以 喝 杯 咖 啡 ， 然 后 开 始 工 作 了 。 D o c k e r   可 以 节 省 开 销 当 然 ， 时 间 就 是 金 钱 。 除 了 时 间 外 ， D o c k e r   还 可 以 节 省 在 基 础 设 施 硬 件 上 的 开 销 。 高 德 纳 和 麦 肯 锡 的 研 究 表 明 ， 数 据 中 心 的 利 用 率 在   6 %   - 1 2 %   左 右 。 不 仅 如 此 ， 如 果 采 用 虚 拟 机 的 话 ， 你 还 需 要 被 动 地 监 控 和 设 置 每 台 虚 拟 机 的   C P U   硬 盘 和 内 存 的 使 用 率 ， 因 为 采 用 了 静 态 分 区 ( s t a t i c   p a r t i t i o n i n g ) 所 以 资 源 并 不 能 完 全 被 利 用 。 。 而 容 器 可 以 解 决 这 个 问 题 ： 容 器 可 以 在 实 例 之 间 进 行 内 存 和 磁 盘 共 享 。 你 可 以 在 同 一 台 主 机 上 运 行 多 个 服 务 、 可 以 不 用 去 限 制 容 器 所 消 耗 的 资 源 、 可 以 去 限 制 资 源 、 可 以 在 不 需 要 的 时 候 停 止 容 器 ， 也 不 用 担 心 启 动 已 经 停 止 的 程 序 时 会 带 来 过 多 的 资 源 消 耗 。 凌 晨 三 点 的 时 候 只 有 很 少 的 人 会 去 访 问 你 的 网 站 ， 同 时 你 需 要 比 较 多 的 资 源 执 行 夜 间 的 批 处 理 任 务 ， 那 么 可 以 很 简 单 的 便 实 现 资 源 的 交 换 。 虚 拟 机 所 消 耗 的 内 存 、 硬 盘 、 C P U   都 是 固 定 的 ， 一 般 动 态 调 整 都 需 要 重 启 虚 拟 机 。 而 用   D o c k e r   的 话 ， 你 可 以 进 行 资 源 限 制 ， 得 益 于 C G r o u p ， 可 以 很 方 便 动 态 调 整 资 源 限 制 ， 让 然 也 可 以 不 进 行 资 源 限 制 。 D o c k e r   容 器 内 的 应 用 对 宿 主 机 而 言 只 是 两 个 隔 离 的 应 用 程 序 ， 并 不 是 两 个 虚 拟 机 ， 所 以 宿 主 机 也 可 以 自 行 去 分 配 资 源 。 D o c k e r   有 一 个 健 壮 的 镜 像 托 管 系 统 前 面 提 到 过 ， 这 个 托 管 系 统 就 叫 做   D o c k e r   H u b   R e g i s t r y 。 截 止 到   2 0 1 5 年 4 月 2 9 日 ， 互 联 网 上 大 约 有   1 4 0 0 0   个 公 共 的   D o c k e r ， 而 大 部 分 都 被 托 管 在   D o c k e r   H u b   上 面 。 和   G i t h u b   已 经 很 大 程 度 上 成 为 开 源 项 目 的 代 表 一 样 ， D o c k e r   官 方 的   D o c k e r   H u b   则 已 经 是 公 共   D o c k e r   镜 像 的 代 表 。 这 些 镜 像 可 以 作 为 你 应 用 和 数 据 服 务 的 基 础 。 也 正 是 得 益 于 此 ， 你 可 以 随 意 尝 试 最 新 的 技 术 ： 说 不 定 有 些 人 就 把 图 形 化 数 据 库 的 实 例 打 包 成 了   D o c k e r   镜 像 托 管 在 上 面 。 再 例 如   G i t l a b ， 手 工 搭 建   G i t l a b   非 常 困 难 ， 译 者 不 建 议 普 通 用 户 去 手 工 搭 建 ， 而 如 果 使 用   D o c k e r   G i t l a b ， 这 个 镜 像 则 会 五 秒 内 便 搭 建 完 成 。 再 例 如 特 定 R u b y   版 本 的   R a i l s   应 用 ， 再 例 如   L i n u x   上 的   . N E T   应 用 ， 这 些 都 可 以 使 用 简 单 的 一 条   D o c k e r   命 令 搭 建 完 成 。 D o c k e r   官 方 镜 像 都 有   o f f i c i a l   标 签 ， 安 全 性 可 以 保 证 。 但 是 第 三 方 镜 像 的 安 全 性 无 法 保 证 ， 所 以 请 谨 慎 下 载 第 三 方 镜 像 。 生 产 环 境 下 可 以 只 使 用 第 三 方 提 供 的   D o c k e r f i l e   构 建 镜 像 。 D o c k e r   G i t h u b   介 绍 ： 5   秒 内 搞 定 一 个   G i t l a b 关 于   L i n u x   上 的   . N E T   应 用 和   R a i l s   应 用 ， 将 会 在 以 后 的 文 章 中 做 详 细 介 绍 。 D o c k e r   可 以 避 免 产 生   B u g S p a n t r e e   一 直 是 “ 固 定 基 础 设 置 ” （ i m m u t a b l e   i n f r a s t r u c t u r e ） 的 狂 热 爱 好 者 。 换 句 话 说 ， 除 非 有 心 脏 出 血 这 种 漏 洞 ， 我 们 尽 量 不 对 系 统 做 升 级 ， 也 尽 量 不 去 改 变 系 统 的 设 置 。 当 添 加 新 服 务 器 的 时 候 ， 我 们 也 会 从 头 构 建 服 务 器 的 系 统 ， 然 后 直 接 将 镜 像 导 入 ， 将 服 务 器 放 入 负 载 均 衡 d o c k e r - c o m p o s e   u p
原 文 ： h t t p : / / b l o g . g r e e n p a g e s . c o m / m i s c e l l a n e o u s - i t / 8 - t h i n g s - y o u - m a y - n o t - k n o w - a b o u t - d o c k e r / 译 文 ： h t t p : / / s e g m e n t f a u l t . c o m / a / 1 1 9 0 0 0 0 0 0 2 7 3 4 0 6 2 译 者 ：   大 舒 的 集 群 里 ， 然 后 对 要 退 休 的 服 务 器 进 行 健 康 检 查 ， 检 查 完 毕 后 移 除 集 群 。 得 益 于   D o c k e r   镜 像 可 以 很 轻 松 的 导 入 导 出 ， 我 们 可 以 最 大 程 度 地 减 少 因 为 环 境 和 版 本 问 题 导 致 的 不 兼 容 ， 即 便 有 不 兼 容 了 也 可 以 很 轻 松 地 回 滚 。 当 然 ， 有 了   D o c k e r ， 我 们 在 生 产 、 测 试 和 开 发 中 的 运 行 环 境 得 到 统 一 。 以 前 在 协 同 开 发 时 ， 会 因 为 每 个 人 开 发 的 电 脑 配 置 不 同 而 导 致 “ 在 我 的 电 脑 上 是 能 运 行 的 ， 你 的 怎 么 不 行 ” 的 情 况 ， 而 如 今 D o c k e r   已 经 帮 我 们 解 决 了 这 个 问 题 。 D o c k e r   目 前 只 能 运 行 在   L i n u x   上 前 面 也 提 到 过 ， D o c k e r   使 用 的 是 经 过 长 时 间 生 产 环 境 检 验 的 技 术 ， 虽 然 这 些 技 术 已 经 都 出 现 很 长 时 间 了 ， 但 是 大 部 分 技 术 都 还 是   L i n u x   独 有 的 ， 例 如   L X C   和   C g r o u p 。 也 就 是 说 ， 截 止 到 现 在 ， D o c k e r   容 器 内 只 能 在   L i n u x   上 运 行   L i n u x   上 的 服 务 和 应 用 。 M i c r o s o f t   正 在 和   D o c k e r   紧 密 合 作 ， 并 且 已 经 宣 布 了 下 一 个 版 本 的   W i n d o w s   S e r v e r   将 会 支 持   D o c k e r   容 器 ， 并 且 命 名 为   W i n d o w s   D o c k e r ， 估 计 采 用 的 技 术 应 该 是 H y p e r - V   C o n t a i n e r ， 我 们 有 望 在 未 来 的 几 年 内 看 到 这 个 版 本 。 除 此 之 外 ， 类 似   b o o t 2 d o c k e r   和   D o c k e r   M a c h i n e   这 种 工 具 已 经 可 以 让 我 们 在   M a c   和   W i n d o w s   下 通 过 虚 拟 机 运 行   D o c k e r   了 。 阅 读 原 文
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