基本概念:镜像、容器与仓库


使用 Docker 之前,我们先要搞明白三个重要的概念:镜像、容器和仓库。

Docker 镜像

Docker 镜像是一个特殊的文件系统,除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外,还包含了一些为运行时准备的一些配置参数(如匿名卷、环境变量、用户等)。镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。

分层存储

因为镜像包含操作系统完整的 root 文件系统,其体积往往是庞大的,因此在 Docker 设计 时,就充分利用 UnionFS(Union File System)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。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。

注:有关 Docker 分层存储的底层实现原理,可以参考这篇文章:DOCKER基础技术:AUFS

Docker 容器

镜像(Image)和容器(Container)的关系,就像是面向对象程序设计中的类和实例 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。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。

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。

Docker Registry

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,Docker Registry 就是这样的服务。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。

如果你觉得比较抽象,可以类比着代码仓库来理解,以 Github 为例,github.com/nonfu 是一个 Registry,Registry 下可以存放多个项目(类比为 Docker 的仓库),每个项目可以多个标签。我们可以通过 docker pull 拉取某个 Docker 仓库,类似地,也可以通过 git pull 拉取某个 Github 项目。

另外,和 Git 项目一样,Docker Registry 也区分公开的和私有的,关于这一点,可以类比 Github 和 Gitlab 来理解。

Docker Registry 公开服务

Docker Registry 公开服务是开放给用户使用、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,这也是默认的 Registry。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,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。

私有 Docker Registry

除了使用公开服务外,用户还可以在本地搭建私有 Docker Registry。Docker 官方提供了 Docker Registry 镜像,可以直接使用做为私有 Registry 服务。


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