[Docker]Docker学习笔记03.Docker的三大核心概念:镜像、容器、仓库

    xiaoxiao2022-07-05  156

    提取知识点

    Docker

    镜像是容器的基础镜像是分层存储的容器的实质是进程容器也是分层存储,在镜像上创建存储层容器不应该向其存储层内写入任何数据,而要使用数据卷进行存储数据数据卷是独立于容器的镜像都藏在仓库中仓库有公有和私有之分公有仓库官方维护,可由个人用户上传分享私有仓库自己维护,上传自己项目的打包镜像连接公有仓库太慢了,需要加速器

    目录:

    一、Docker镜像(Image) 二、Docker容器(Container) 三、Docker仓库(Repository)

    内容:

    一、Docker镜像(Image)

    在上篇的名词介绍中说明了 Docker 镜像是用于创建 Docker 容器的模板。 也就是说 Docker的镜像是创建容器的基础,先创建好镜像,再在镜像上创建容器。

    我们前面也说了使用Docker占用资源非常少,那么为什么呢?

    因为镜像使用了分层存储的设计架构! 在 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。

    那么我们如何使用镜像呢?

    Docker 提供了一个简单的机制来创建或更新现有的镜像,用户也可以从网上下载一个已经创建好的镜像直接使用。 当运行容器时,使用的镜像如果在本地中不存在,docker 就会自动从 docker 镜像仓库中下载,默认是从 Docker Hub 公共镜像源下载。

    二、Docker容器(Container)

    镜像(Image)和容器(Container)的关系,就像前篇所说是面向对象程序设计中的 类 和 对象 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。

    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。因此容器可以拥有自己的 root 文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间,甚至自己的用户 ID 空间。容器内的进程是运行在一个隔离的环境里,使用起来,就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。这种特性使得容器封装的应用比直接在宿主运行更加安全。也因为这种隔离的特性,很多人初学 Docker 时常常会混淆容器和虚拟机。

    前面讲过镜像使用的是分层存储,容器也是如此。每一个容器运行时,是以镜像为基础层,在其上创建一个当前容器的存储层,我们可以称这个为容器运行时读写而准备的存储层为容器存储层。

    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,容器删除或者重新运行之后,数据却不会丢失。

    使用数据卷可以实现 文件与主机共享,使性能接近原生,但使用虚拟机会出现重复读,导致性能弱于原生。

    三、Docker仓库(Repository)

    我在我电脑上构建了一个镜像,我还想在你的电脑上构建一个相同的镜像并运行,应该肿么办呢? 直接拷贝?镜像直接拷贝是拷贝不了的,放弃拷贝吧骚年! 那肿么办?需要有一个集中化管理的服务器,将镜像放到此服务器上,然后通过指定拉取命令进行拉取,就可以下载下来并运行啦!

    在上篇名词解释的时候,我们使用Registry作为仓库,为啥 Registry是注册的意思,但却表示为 仓库呢,仓库不应该是 Repository 吗?

    仓库(Repository)是集中存放镜像文件的场所,有时候会把仓库和仓库注册服务器(Registry)混为一谈,并不严格区分。

    镜像构建完成后,可以很容易的在当前宿主机上运行,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,也就是Docker Registry 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。(这里的标签仅是标记,并不能标识镜像内容,因为同一个镜像可以拥有多个标签,在删除镜像时提起)

    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。(一般来说,镜像的latest标签意味着该镜像的内容会跟踪最新版本的变更而变化,内容是不稳定的,因此,从稳定性上考虑,不要在生产环境中忽略镜像的标签信息或使用默认的latest标记的镜像)

    以 Ubuntu 镜像 为例,ubuntu 是仓库的名字,其内包含有不同的版本标签,如,18.04, 16.04。我们可以通过 ubuntu:18.04,或者 ubuntu:16.04 来具体指定所需哪个版本的镜像。如果忽略了标签,比如 ubuntu,那将视为 ubuntu:latest。

    仓库名经常以 两段式路径 形式出现,比如 jwilder/nginx-proxy,前者往往意味着 Docker Registry 多用户环境下的用户名,后者则往往是对应的软件名。但这并非绝对,取决于所使用的具体 Docker Registry 的软件或服务。

    仓库分为公开仓库(Public)和私有仓库(Private)两种形式。
    公开仓库(Public)

    Docker Registry 公开仓库是开放给用户使用、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 Docker Hub,这也是默认的 Registry,并拥有大量的高质量的官方镜像。

    由于某些原因,在国内访问这些服务可能会比较慢。国内的一些云服务商提供了针对 Docker Hub 的镜像服务(Registry Mirror),这些镜像服务被称为加速器。常见的有 阿里云加速器、DaoCloud 加速器 等。使用加速器会直接从国内的地址下载 Docker Hub 的镜像,比直接从 Docker Hub 下载速度会提高很多。

    国内也有一些云服务商提供类似于 Docker Hub 的公开服务,可以提供大陆用户更稳定快速的访问。比如 时速云镜像仓库、网易云镜像服务、DaoCloud 镜像市场、阿里云镜像库 等。 (了解)

    私有仓库(Private)

    当然,用户也可以在本地网络内创建一个私有仓库,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。在官方的商业化版本 Docker Trusted Registry 中,提供了这些高级功能。 除了官方的 Docker Registry 外,还有第三方软件实现了 Docker Registry API,甚至提供了用户界面以及一些高级功能。比如,VMWare Harbor 和 Sonatype Nexus。(了解)

    当用户创建了自己的镜像之后就可以使用 push 命令将它上传到公有或者私有仓库,这样下次在另外一台机器上使用这个镜像时候,只需要从仓库上 pull 下来就可以了。

    注:Docker 仓库的概念跟 Git 类似,注册服务器可以理解为 GitHub 这样的托管服务。

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