摘要：容器作為一類操作系統(tǒng)層面的虛擬化技術(shù)，其目標(biāo)是在單一主機(jī)交付多套隔離性環(huán)境，容器共享同一套主機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)核。與其它容器平臺不同，引入了一整套與容器管理相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)。每個容器都是相互隔離的保證安全的平臺。

導(dǎo)讀：本文章對Docker技術(shù)進(jìn)行了介紹，闡述了Docker的技術(shù)發(fā)展歷程、容器與虛擬機(jī)的差異、Docker原理、特點、Docker三組件和Docker帶來的影響，為我們進(jìn)一步理解Docker打下基礎(chǔ)。
一、前言
　　2014年春天，我進(jìn)入一家電商公司做反應(yīng)式編程研究和落地工作，因為做的是平臺工作，希望通過平臺去滿足不通的業(yè)務(wù)場景，業(yè)務(wù)部門只需要進(jìn)行簡單的適配和封裝就能進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新。此時就需要一種工具去快速搭建基礎(chǔ)環(huán)境，環(huán)境之間不能相互干擾，業(yè)務(wù)部門還能方面使用。就這樣和Docker進(jìn)行了第一次偶遇，基于它我們將基礎(chǔ)環(huán)境、公共組件等封裝到鏡像中，業(yè)務(wù)部門只需要將代碼放入Docker中就可以輕松使用，原來需要1－2周的環(huán)境準(zhǔn)備，現(xiàn)在只需要幾分鐘，太神奇了！
二、什么是docker？
　　Docker 是PaaS 提供商 dotCloud， 基于容器技術(shù)的輕量級虛擬化解決方案，誕生于2013年初，基于Google公司推出的Go 語言實現(xiàn)，加入了 Linux 基金會，遵從Apache 2.0 協(xié)議，原始碼在GitHub上進(jìn)行維護(hù)；2017年Docker進(jìn)行商業(yè)化運作，原來在github上開源項目正式改名為moby，docker變成了一家商業(yè)化公司。說到Docker，我們就不得不說容器技術(shù)了，Docker是一種容器化技術(shù)的落地。容器作為一類操作系統(tǒng)層面的虛擬化技術(shù)，其目標(biāo)是在單一Linux主機(jī)交付多套隔離性環(huán)境，容器共享同一套主機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)核。
三、Docker技術(shù)發(fā)展歷程
2011年 — Warden：由CloudFoundry公司于2011年所建立，其利用LXC 作為初始階段，隨后又將其替換為自家實現(xiàn)方案。與LXC不同，Warden并不會與Linux緊密耦合。相反，其能夠運行在任意能夠提供多種隔離環(huán)境方式的操作系統(tǒng)之上
2013年 — LMCTFY：“Let Me Contain That For You（幫你實現(xiàn)容器化）”。它其實屬于谷歌容器技術(shù)堆棧的開源版本，負(fù)責(zé)提供Linux應(yīng)用程序容器，Kubernetes目前所使用的cAdvisor工具最初就來源于lmctfy項目
2013年 — Docker：起步階段使用LXC，而后利用自己的libcontainer庫將其替換下來。與其它容器平臺不同，Docker引入了一整套與容器管理相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)。其中包括一套高效的分層式容器鏡像模型、一套全局及本地容器注冊表、一個精簡化REST API以及一套命令行界面等等。在后期發(fā)展階段，Docker公司還構(gòu)建起一套名為Docker Swarm的容器集群管理解決方案
2014年 — Rocket：解決部分Docker當(dāng)中存在的缺陷，開發(fā)目標(biāo)是在安全性與生產(chǎn)要求滿足能力上超越Docker，其基于App Container規(guī)范并使其成為一項更為開放的標(biāo)準(zhǔn)
2015年—Docker進(jìn)行大家視線，開源社區(qū)得到前所未有的發(fā)展
2016年 — Windows容器發(fā)布，docker新技術(shù)架構(gòu)升級
2017年—Docker：正式進(jìn)行商業(yè)化運作，docker與moby分家
2018年－Docker在企業(yè)中快速落地
四、容器與虛擬機(jī)差異
　　容器為應(yīng)用程序提供了隔離的運行空間：每個容器內(nèi)都包含一個獨享的完整用戶環(huán)境空間，并且一個容器內(nèi)的變動不會影響其他容器的運行環(huán)境。容器技術(shù)使用了namespaces來進(jìn)行空間隔離，通過文件系統(tǒng)的掛載點來決定容器可以訪問哪些文件，通過cgroups來確定每個容器可以利用多少資源。此外容器之間共享同一個系統(tǒng)內(nèi)核，這樣當(dāng)同一個庫被多個容器使用時，內(nèi)存的使用效率會得到提升。
　　對于系統(tǒng)虛擬化技術(shù)來說，虛擬層為用戶提供了一個完整的虛擬機(jī)：包括內(nèi)核在內(nèi)的一個完整的系統(tǒng)鏡像。CPU虛擬化技術(shù)可以為每個用戶提供一個獨享且和其他用戶隔離的系統(tǒng)環(huán)境，虛擬層可以為每個用戶分配虛擬化后的CPU、內(nèi)存和IO設(shè)備資源
　　基于docker容器虛擬化與傳統(tǒng)虛擬化對比

五、Docker原理

　　Docker是容器引擎，把linux的cgroup、namespace等容器底層技術(shù)進(jìn)行封裝抽象，為用戶提供了創(chuàng)建和管理容器的便捷界面（命令行和API）
六、Docker特點
　　一次構(gòu)建，可以運行在任何地方；很好的釋全了跨平臺和強(qiáng)一致性
七、Docker三組件
　　鏡像：鏡像可以用來創(chuàng)建Docker容器的。一個鏡像可以包含一個完整的操作系統(tǒng)環(huán)境和用戶需要的其它應(yīng)用程序，docker的鏡像是只可讀的，一個鏡像可以創(chuàng)建多個容器。
　　容器：容器是鏡像創(chuàng)建的實例。它可以被啟動、開始、停止、刪除。每個容器都是相互隔離的、保證安全的平臺。
　　倉庫：倉庫是集中存放鏡像文件的場所。每個倉庫中又包含了多個鏡像，每個鏡像有不同的標(biāo)簽（tag）。
八、Docker帶來的影響

優(yōu)化資源使用：
以前我們一臺32C128G物理機(jī)最多虛擬20臺左右的4C4G虛機(jī)，每臺虛擬機(jī)啟動一個程序，一共部署20多個程序，機(jī)器平均利用率不超過20％，導(dǎo)致大量資源浪費；現(xiàn)在通過docker容器方式啟動應(yīng)用，由于容器共享操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)存、cpu，我們一臺物理機(jī)機(jī)器平均可以啟動60個左右的容器，相當(dāng)于跑60個左右的應(yīng)用，經(jīng)生產(chǎn)驗證，應(yīng)用的性能并沒有實際損耗。容器停掉后，資源自動釋放；避免資源定期回收
運維效率提升
以前我們對每個應(yīng)用部署流程：申請資源——》創(chuàng)建虛機(jī)——》初始化運行環(huán)境——》部署應(yīng)用程序包——》啟動應(yīng)用，整個流程需要5-7天；如果需要擴(kuò)展實例時，需要同樣的操作流程。容器化帶來的變革：編寫Dockerfile——》構(gòu)建鏡像——》拉去鏡像并運行；Dockerfile中包含運行環(huán)境，只需要編寫一次；容器運行在資源池中（提前預(yù)制好的），整個流程需要幾分鐘完成
環(huán)境一致性 傳統(tǒng)方式中每一步可能會出現(xiàn)問題（人工或程序）；容器化后構(gòu)建的鏡像始終如一，任何地方運行都不受影響 交付流程的改變
開發(fā)——》編譯成war/jar——》提交運維部署申請——》運維定期處理——》通知業(yè)務(wù)上線成功——》業(yè)務(wù)驗證——》發(fā)現(xiàn)問題——》通知運維回退；整個過程耗時較長，涉及開發(fā)、運維強(qiáng)耦合，任何一步失誤導(dǎo)致服務(wù)不可用。？容器化變革：開發(fā)——》源代碼／war/jar——》一鍵部署——》業(yè)務(wù)驗證——》發(fā)現(xiàn)問題——》一鍵回滾；整個過程幾分鐘內(nèi)完成，開發(fā)者、項目經(jīng)理、產(chǎn)品經(jīng)理等都可以獨立完成
加速微服務(wù)落地
微服務(wù)化后，隨著業(yè)務(wù)的增加、服務(wù)的拆分，服務(wù)的個數(shù)回暴增，以前可能幾十個服務(wù)，現(xiàn)在變成了幾百個服務(wù)甚至更多；服務(wù)的迭代上線、監(jiān)控對傳統(tǒng)的運維挑戰(zhàn)更大，需要投入更多的人力物力去支持；容器化后，每個微服務(wù)就是一個容器，容器擴(kuò)縮可以在秒級內(nèi)實現(xiàn)，容器的監(jiān)控有專門的監(jiān)控工具，業(yè)務(wù)運行環(huán)境在容器中已經(jīng)初始化好了，目前的運維團(tuán)隊可以更方便的去管理更多的服務(wù)。
以應(yīng)用為中心
傳統(tǒng)的應(yīng)用部署需要先申請機(jī)器，考慮物理資源；容器化后，所有容器跑在一個資源池中，只需一次行初始化資源池，后面可以方便使用；業(yè)務(wù)開發(fā)者更聚焦在應(yīng)用開發(fā)層面
加速混合云或多云數(shù)據(jù)中心建設(shè)
應(yīng)用程序最終通過Dockerfile生成鏡像，鏡像存儲在鏡像倉庫，由于docker的特性（一次構(gòu)建、隨處運行），在云端或其它數(shù)據(jù)中心只要安裝簡單的環(huán)境就可以拉去鏡像鏡像運行。