容器技术全面解析Docker等技术的五大特性与优势

2025-01-21 22:38:31
夙叔昊
冶金VPS
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微服务架构之「容器技术」

如今,当我们谈论容器技术时,大家都默认指的是Docker。
但实际上,在Docker出现之前,PaaS社区就已经有以CloudFoundry和OpenShift为代表的容器技术,是当时的主流。
那么Doc​​ker到底为何如此受欢迎呢?传统PaaS技术虽然可以将本地应用一键部署到云端,并部署在隔离环境(容器)中,但兼容性很差。
因为基本原理就是将本地应用程序和启停脚本打包在一起,然后上传到云服务器,然后用云服务器中的脚本启动应用程序。
这种做法似乎是合适的。
但在实际情况中,由于本地和云端环境的差异,上传到云端的应用程序经常会报各种错误而无法运行,需要对配置和参数进行各种修改来实现兼容。
甚至在一个项目的迭代过程中,不同版本的代码都需要重新整理,非常耗费人力。
不过,Docker通过一点点创新就完美解决了这个问题。
在Docker解决方案中,它不仅打包本地应用程序,还打包本地环境(操作系统的一部分)并创建一个称为“Docker镜像”的文件包。
所以这个“Docker镜像”包含了实现所需的所有依赖,基于这个“Docker镜像”我们可以直接点击本地运行它。
Docker认识到本地和云环境完全一致,使得一次开发、随处运行真正成为可能。
1.容器到底是什么?容器到底是什么?可能我们对容器了解不多,但对虚拟机却很熟悉,所以我们先看一下容器和虚拟机的对比和区别:上图左边是虚拟机的原理,右边是虚拟机的原理。
side是Docker容器的原理。
虚拟机是基于Hypervisor软件,准备好操作系统所需的硬件,然后安装操作系统GuestOS,然后各种应用程序运行在不同的GuestOS上,其他资源是隔离的。
由于GuestOS需要运行操作,因此这种方法需要更多的资源。
Docker容器中,没有Hypervisor层,虽然需要在宿主机上运行DockerEngine,但其原理与Hypervisor完全不同。
Docker容器没有这么复杂的实现原理,它其实就是一个普通的进程,只不过是以特殊方式进行的一个普通进程。
当我们启动容器(dockerrun )时,DockerEngine启动一个进程,这个进程运行我们容器中的应用程序。
但是DockerEngine对这个进程做了一些特殊的处理,这个进程所展现的外部环境并不是宿主机的环境(它看不到宿主机中的其他进程,认为它是当前操作系统中唯一的进程)而且DockerEngine还阻止这个进程无限制地使用主机资源,它限制了你使用的资源。
那么Doc​​kerEngine到底做了什么特殊的过程才能达到如此神奇的效果呢?2、容器如何实现资源隔离和限制?Docker容器主要使用两个技术点来隔离这个过程:理解这两个技术点对于理解容器的基本原理非常重要。
下面我们详细解释一下:3.产品图片是什么?基础容器镜像实际上是rootfs,它包含操作系统的文件系统(文件和目录),但不包含操作系统的内核。
rootfs是挂载在容器根目录上的新文件系统。
对于Docker容器来说,需要通过这种方式将系统根目录改为rootfs,有了rootfs,容器就可以为进程构建一个完整的文件系统,并实现与主机的本地隔离,这就是容器的工作环境——基于本地应用程序和云应用程序。
另外,为了方便镜像的复用,Docker在镜像中引入了层的概念,可以将不同的镜像分层排列。
这样,如果我们想要制作一个新的图像,就可以按照之前制作的某个图像继续工作。
如上图,在这个例子中,底层是操作系统启动,顶层是基础镜像层(Linux文件系统),最上层是我们需要Docker挂载点上的各种应用程序的镜像,这些镜像层是只读的。
只有顶层容器层可以读写。
这种分层的解决方案实际上是基于联合文件系统UnionFS(UnionFileSystem)技术。
可以将不同的目录全部安装在一个目录中。
例如,如果有test1和test2文件夹,则这两个文件夹中的文件可以相同或不同。
那么我们可以把这两个文件夹安装到test3上,那么test3目录下就会有test1和test2的所有文件(相同的文件会被复制,不同的文件会保留)。
这个原理也适用于Docker镜像,比如A同学已经想搭建一个基于Linux的JavaWeb环境。
你可以直接添加Tomcat,并根据你同学的镜像创建一个新的镜像。
以上是对“容器技术”微服务架构的一些思考。
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到底什么是容器化,容器化技术有哪些,容器化技术架构是怎么

容器是部署和管理现代软件的关键技术。
它利用虚拟化技术将应用程序及其依赖环境封装在轻量级容器中,以实现应用程序独立性和跨平台可移植性。
本文旨在对容器化的核心概念、发展历史、技术架构进行深入剖析,帮助读者全面理解这项技术。

容器的历史和发展

容器技术的历史可以追溯到2008年,当时LinuxContainer(LXC)被集成到Linux内核中,标志着容器概念的正式形成。
LXC通过提供隔离进程和资源的能力来实现轻量级虚拟化,为容器化技术奠定基础。

前世

LXC是容器技术的先驱,它的出现为后来的容器化技术铺平了道路。
尽管Docker是后起之秀,但它实际上是基于LXC技术构建的,并使用Go语言来部署容器。

青春期艰难起步

2009年,CloudFoundry推出了基于LXC的容器操作,并将其命名为Warden。
随后,dotCloud基于LXC技术并使用Go语言于2010年推出了Docker。
但由于其影响力和最初的地位,Docker的生存环境相当艰难。

成为巨头

2013年,dotCloud决定开放Docker源代码。
此举使得Docker的受欢迎程度飙升,其“Buildonce,RunAnyWhere”的口号大大简化了软件部署过程,让开发变得更加容易。
测试和生产环境的一致性显着提高了软件开发效率。
Docker的开源代码使其迅速成长为容器领域的关键标准,最终击败其他容器技术,成为事实上的行业标准。

容器技术架构

容器技术的核心是容器镜像和容器运行时。
容器镜像是应用程序及其依赖环境的打包介质,包括应用程序及其所有依赖文件。
容器运行时负责启动、管理和控制容器的生命周期。

容器镜像

容器镜像类似于一个压缩的软件包。
它包含应用程序及其操作所需的所有依赖项,确保其跨不同环境的可移植性。
镜像标准化使得应用程序可以运行在任何支持容器的系统上,而不必担心环境差异带来的问题。

容器运行时

容器运行时是负责创建和管理容器的核心组件。
通过使用容器镜像,容器运行时可以实现启动、操作和生命周期管理应用。
Docker和Linux容器都是基于容器运行时来部署的。

Kubernetes与Docker的关系

Kubernetes作为容器云平台事实上的标准,全面支持Docker,这使得Docker占据了容器市场的主导地位。
然而,随着Containerd等开源容器运行时的成熟,Kubernetes宣布将不再使用Docker作为默认容器运行时,标志着Docker与Kubernetes之间的关系从深度链接到更加开放的模型的断裂。

容器化技术的未来

随着容器技术的不断发展,容器镜像和容器运行时标准的成熟,以及Kubernetes运行时接口的出现,容器化技术将更加灵活高效未来。
开发人员将有更多选择直接与开源容器运行时交互,从而提高软件部署的效率和兼容性。
Docker公司和Docker开源项目也面临着新的挑战和机遇。
他们需要适应新的技术发展趋势,不断创新,以保持在集装箱化领域的领先地位。

Docker容器化技术:构建高效、可移植的开发环境和部署流程|Docker概述

容器技术是云原生的关键技术之一。
集装箱化技术;微服务及其配置;通过使用依赖项和环境变量,无需配置即可轻松部署新服务器以及微服务的可移植性。

Docker概述

Docker是容器化技术的一种实现,而不是容器本身。
容器的概念起源于1979年的Unixchroot(进程间隔离),Docker于2013年发布了第一个版本。
容器类似于虚拟机,本质上是分离资源的虚拟化技术。

容器被组织成cgroup(源代码控制);命名空间(访问隔离);它由rootfs(文件系统)和engine(容器生命周期管理)组成。

容器和虚拟机

容器在Linux容器上运行并共享容器,而无需模拟操作系统命令。

虚拟机有完整的操作系统和自己的内核;他们通过软件模拟指令创建多个独立的操作系统。

容器启动快,占用资源少,在轻量级虚拟机中部署速度快且健壮。
非常适合需要隔离和严格隔离和安全的情况。

Docker的发展历史

Docker的发展大致可以分为四个阶段:最初;建议;生态系统的建立和容器仪器的兴起。
Docker已经成为容器技术的先驱和领导者,促进了整个生态系统的发展。

Docker配置

Docker引擎有一个服务器(dockerd);包括API和客户端。
服务器创建并管理Docker对象;API提供通信接口,客户端通过CLI与守护进程交互。

关键组件:Docker镜像;图像存储库和容器。
起始条件如图。
包含仓库存储镜像和容器处理镜像。

Docker执行流程

在启动Docker应用程序的过程中,创建镜像;步骤包括绘制或构建和加工容器。

Docker的优点

Docker允许开发,转变测试和部署流程,标准化一次和多次交付和构建。
模板和版本控制;集装箱隔离;轻松的应用程序迁移;来源隔离并有效管理。

Docker中的常用命令

具体命令的详细说明,参考Docker官方文档。

容器技术常用于数据的持久化存储

容器技术并不直接用于持久化数据存储,但可以与应用程序和数据存储解决方案结合使用来实现数据持久化。
说明:首先我们需要明确什么是容器技术。
Docker等容器技术允许开发人员在轻量级、可移植的环境中打包、部署和运行应用程序。
这个环境(即容器)包含运行应用程序所需的一切,例如代码、库、系统工具和设置。
然而,容器本身是短暂的,并且不是为持久存储而设计的。
当容器被删除或重启时,容器中的数据也会被删除。
因此,对于需要保留的数据,我们通常需要使用专门的持久存储解决方案。
常见的做法是将容器数据存储在与容器生命周期分离的存储卷(Volume)或绑定挂载(BindMount)上。
例如,在Docker中,我们可以在创建容器时指定一个或多个存储卷。
这些存储卷可以保存在主机文件系统的任意位置,当容器被删除或重启时,存储卷中的数据不会被删除,从而实现数据的持久化。
此外,Docker还提供了DockerHub等云服务来存储和共享持久数据。
另一种方法是使用专门的数据存储解决方案,例如数据库或其他数据存储服务。
这些服务通常提供强大的数据存储和管理能力,可以满足更复杂的数据持久化需求。
例如,我们可以在容器中运行MySQL或PostgreSQL等数据库服务,然后将数据保存到数据库中。
即使数据库服务容器被删除或重启,数据库中的数据仍然可以保留。
总的来说,虽然容器技术本身不提供数据的持久化存储,但是可以配合不同的存储方案来满足不同的数据持久化需求。
在实际使用中,我们应该根据具体的应用场景和需求,选择合适的持久存储方案。