Docker

Docker是一个开放原始码的开放平台软体，用于开发应用、交付（shipping）应用和运行应用。Docker允许用户将基础设施（Infrastructure）中的应用单独分割出来，形成更小的颗粒（容器），从而提高交付软件的速度。
Docker容器与虚拟机类似，但二者在原理上不同。容器是将操作系统层虚拟化，虚拟机则是虚拟化硬件，因此容器更具有便携性、更能高效地利用服务器。 容器更多的用于表示软件的一个标准化单元。由于容器的标准化，因此它可以无视基础设施（Infrastructure）的差异，部署到任何一个地方。另外，Docker也为容器提供更强的业界的隔离兼容。
Docker 利用Linux核心中的资源分离机制，例如cgroups，以及Linux核心（namespaces），来建立独立的容器（containers）。这可以在单一Linux实体下运作，避免启动一个虚拟机器造成的额外负担。Linux核心对命名空间的支援完全隔离了工作环境中应用程式的视野，包括行程树、网路、用户ID与挂载档案系统，而核心的cgroup提供资源隔离，包括CPU、记忆体、block I/O与网路。从0.9版本起，Dockers在使用抽象虚拟是经由libvirt的LXC与systemd - nspawn提供界面的基础上，开始包括libcontainer函式库做为以自己的方式开始直接使用由Linux核心提供的虚拟化的设施。
基础架构.
专业名词Docker有两个意思：
Docker引擎.
Docker引擎（Docker Engine）是一个服务端-客户端结构的应用，主要有这些部分：Docker守护进程、Docker Engine API、Docker客户端。
Docker注册中心.
Docker注册中心（Docker registry）是用于存储Docker的镜像。Docker Hub 是一个公共的注册中心，任何人都可以使用，默认配置下，Docker将会在这里寻找镜像。
另外，用户可以自行构建私有注册中心。Docker Datacenter（DDC）的用户，可以直接使用 Docker Trusted Registry（DTR）。
2023年5月，在中国大陆地区被防火长城阻断屏蔽，同年9月恢复访问。
对象.
Docker的对象是指Images、Containers、Networks、Volumes、Plugins等等。
扩展架构.
Docker Compose.
Compose可译为组合物。Compose 是用于定义和运行 多个容器Docker应用程序 的工具。通过Compose，你可以使用YAML文件来配置应用程序需要的所有服务，然后通过使用一个命令，就可以创建并启动所有服务。Compose对应的命令为codice_5。
Docker Desktop.
Docker Desktop 是适用于Windows、Linux、MacOS操作系统的一键式安装程序，提供了图形用户界面，便于管理Docker的容器、镜像以及应用等对象。Docker Desktop包含了：Docker Engine、CLI、构建以及扩展等组件。
Swarm Mode.
当说到 Docker Swarm 时，一般是指单独项目 Docker Swarm。而在Docker 1.12时，将swarm mode集成到Docker 引擎中，可用Docker引擎API 和 CLI 命令直接使用。官方推荐用户使用集成的 swarm mode 。
Swarm Mode 内置 kv 存储功能，提供了众多的新特性，比如：具有容错能力的去中心化设计、内置服务发现、负载均衡、路由网格、动态伸缩、滚动更新、安全传输等。使得 Docker 原生的 codice_6 集群具备与 Mesos、Kubernetes 竞争的实力。
cluster（中文：集群），Docker将集群定义为：一群共同作业并提供高可用性的机器。swarm（中文：群），是指一个集群的Docker引擎以swarm mode形式运行。swarm mode是指Docker引擎内嵌的集群管理和编排功能。当你初始化了一个swarm(cluster)或者将节点加入一个swarm时，其Docker引擎就会以swarm mode的形式运行。
原理.
swarm中的Docker机器中分为 managers（管理者） 和 workers（员工），管理者用于处理集群的关系和委派，员工则用于执行 swarm服务。当你创建swarm服务时，你可以为其增加各种额外的状态（如：数量、网络、端口、存储资源等等）。Docker会去维持用户想要的状态。如：一个工作节点如果挂了，那么Docker会去把这个节点的任务给另外一个节点。此处的任务（task）是指：被swarm管理者管理的一个运行中的容器。
swarm服务比单独容器好在，修改swarm服务的配置之后不用重启。同时，Docker以swarm mode形式运行时，也可以选择直接启动单独的容器。另外，swarm mode下，你也可以通过 codice_7 使用 Compose file 部署应用栈。swarm服务分为两种，一种是replicated services ，可以指定节点任务的总数量；global services，则是每个节点都会运行一个指定任务。swarm管理员使用 ingress 负载均衡使服务可被外部接触。 swarm管理员会自动地给服务分配PublishedPort（或者手动配置）。外部组件，如云负载均衡器能通过集群中任何节点上的PublishedPort去接入服务（不管该服务是否启动）。另外 swarm mode有内部DNS组件，它会为每个服务分配一个DNS条目。swarm管理员使用 internal load balancing 去分发请求时，就是依靠这个DNS组件。
swarm mode的功能是由swarmkit（一个独立项目）提供的，它实现了Docker的编排层。swarm可以直接被Docker使用。
文件格式.
Docker有两种文件格式，Dockerfile和Compose file。Dockerfile定义了单个容器的内容和启动时候的行为。Compose file定义了一个多容器应用。
Dockerfile.
Docker 可以依照 Dockerfile 的内容，自动化地构建镜像。 Dockerfile 是包含着用户想要如何构建镜像的所有命令的文本。
FROM ubuntu:18.04
COPY . /app
RUN make /app
CMD python /app/app.py
关键词：
Compose文件.
Compose文件 是一个YAML文件，定义了服务（service）、网络、卷（volume）。
codice_23 命令中有一些选项，和 Dockerfile文件中的指令效果一样（如：codice_15, codice_28, codice_29, codice_30），如果Dockerfile文件中使用这些指令，那么这些指令就会被视为默认参数，所以开发者无需特意在 Compose文件中再指定一次。
Compose文件 可使用 Shell变量（Variable），如：
db:
 image: "postgres:${POSTGRES_VERSION}"
Compose文件 可通过自身的codice_31变量，将参数传给Dockerfile的 codice_31 指令。
网络.
参考文档：Docker文档-网络概要
bridge.
在Docker里，网桥网络 使用的是 软件形式的网桥。使用相同的网桥的容器连接进入该网络，而非该网络的容器刷故无法接入。Docker网桥驱动会自动地在Docker主机上安装规则，这些规则让不同桥接网络之间不能直接通信。桥接经常用于：在单独容器上运行应用时，可通过 网桥 进行通信。网桥网络 适用于容器运行在相同地Docker守护进程的主机上。不同Docker守护进程主机上的容器，它们之间的通信需要依靠操作系统层次的路由，或者你应该使用 overlay网络 进行代替。
codice_33 是网桥驱动，是Docker默认的网络驱动（接口名为 codice_34），当你不为容器指定一个网络时候，Docker将会使用该驱动。可通过 codice_35 文件修改相关配置。
自定义网桥可通过 codice_36 命令进行配置。
host.
主机模式
codice_37 用于单独容器，该网络下容器只能和Docker主机进行直接连接。codice_37 只适用于 Docker 17.06或以上版本的swarm服务。
host网络和VirtualBox的 仅主机网络（Host-only Networking） 类似。
overlay.
codice_39 （中文：覆盖网络）网络驱动将会创建分布式网络，该网络可以覆盖若干个 Docker守护进程主机。该网络是基于 主机特定网络（host-specific networks），允许 swarm服务 和 容器 进行安全通信（当加密功能开启时）。在该网络下，Docker能够清晰地掌握 数据包的路由 以及 发送接收容器。
codice_39 有两种网络类型网络：
在 codice_39 网络下，单独的容器 和 swarm服务 的行为和配置概念 是不一样的。
该策略不需要 容器们 具有操作系统级别的路由，因为Docker负责路由。
macvlan.
codice_45网络配置提供了一种机制，允许单独的容器具有独立的MAC地址，使得这些容器在网络上表现得如同物理设备。
none.
该策略下，容器不使用任何网络。codice_46 常常用于连接自定义网络驱动的情况下。
其他.
截止2023年5月18日，Docker官方仓库域名 https://hub.docker.com/ 在中国大陆被屏蔽，方式为DNS污染。随后短暂解封，2024年6月6日再次被封。
数据管理.
Docker默认下，所有文件将会存储在容器里的可写的容器层（container layer）。
容器有两种永久化存储方式：卷（volumes）和 绑定挂载（bind mounts）。另外，Linux用户还可使用 tmpfs 进行挂载；Window用户还可以使用 命名管道（named pipe）。在容器中，不管是哪种永久化存储，表现形式都是一样的。
卷.
卷（volumes）是宿主机器的文件系统的一部分，由Docker进行管理（ 在Linux，存储于codice_47）。非Docker程序不应该去修改这些文件。Docker推荐使用 卷 进行持久化数据。 卷 可支持 卷驱动（volume drivers），该驱动允许用户将数据存储到 远程主机 或 云服务商（cloud provider）或 其他。
没有名字的卷叫匿名卷（anonymous volume），有名字的卷叫命名卷（named volume）。匿名卷没有明确的名字，当被初始化时，会被赋予一个随机名字。
绑定挂载.
绑定挂载（bind mounts）通过将宿主机器的路径挂载到容器里的这种方式，从而数据持续化，因此绑定挂载可将数据存储在宿主机器的文件系统的任何地方。非Docker程序可修改这些文件。 绑定挂载是Docker早期就存在的，相比起卷，绑定挂载十分简单明了。在开发Docker应用时，应使用命名卷（named volume）代替绑定挂载，因为用户不能对绑定挂载进行 Docker CLI 命令操作。
绑定挂载常用于：
tmpfs.
codice_49 挂载（tmpfs mounts），仅仅存储于内存中，并不操作 宿主机器的文件系统（不持久化于磁盘）。它可用于存储一些 非持久化状态、敏感数据。 举例，swarm服务 通过codice_49 将 secrets（密码、密钥、证书等）存储到swarm服务。 
命名管道.
命名管道（named pipes），通过 codice_51 挂载的形式，使 Docker主机 和 容器 之间能互相通讯。常见用例是在容器内运行第三方工具，并使用命名管道连接到Docker Engine API。
覆盖问题.
当挂载 空的卷 至一个目录中，目录中的内容会被复制于卷中（不会覆盖）。如果挂载 非空的卷 或 绑定挂载 至一个目录中，那么该目录的内容将会被隐藏（obscured ），当卸载后内容将会恢复显示。
日志.
在UNIX和类Unix系统中，常见的 I/O流（） 分为三种：codice_52（输入 ）、 codice_53（正常输出）、codice_54（错误输出）。
默认配置下，Docker的日志（如：codice_55、codice_56）所记载的是命令行的输出结果（codice_53和codice_54）。而codice_53 和 codice_54 对应的文件路径分别是 codice_61和codice_62。另外，也可以在宿主主机上查看容器的日志，使用以下命令可以查看到容器的日志位置。
$ docker inspect --format=" $INSTANCE_ID
Kubernetes in docker.
kind（全称：Kubernetes IN Docker）是部署本地Kubernetes集群的工具，而集群的节点是由Docker生成的。
操作细节.
在安装完kind之后，通过codice_63命令生成集群。生成Kubernetes集群后，可以通过Docker命令进行查看节点概览：
$ docker container ls
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
99c96c1f21ab kindest/node:v1.17.0 "/usr/local/bin/entr…" 4 minutes ago Up 4 minutes 127.0.0.1:32769-&gt;6443/tcp kind-control-plane
历史.
Docker命令在过去的发展中诞生了40种以上的命令，过多的命令导致混乱以及难以使用tab自动补充，因此在docker 1.13版本（2017.1.19）中，命令行被重构，根据逻辑对象进行划分。官方建议用户使用新的语法进行操作。
已过时.
Docker Swarm.
参考Swarm Mode章节。
Docker Machine.
Docker Machine 是一个工具，它允许你在虚拟宿主机上安装 Docker引擎，并使用 docker-machine 命令管理这些宿主机。你可以使用 Machine 在你本地的 Mac 或 Windows box、公司网络、数据中心、或像 AWS 或 Digital Ocean 这样的云提供商上创建 Docker 宿主机。
Docker Machine 最后更新时间是在0.16.0 (2018-11-08)版本。官方建议在1.12以及之后版本使用Docker Desktop for Mac和Docker Desktop for Windows进行代替。
Docker Toolbox.
Docker Toolbox是用于帮 Windows系统和Mac系统 安装Docker环境。新版本建议使用Docker Desktop for Mac和Docker Desktop for Windows进行安装。最后更新版本是 19.03.1(2019-08-01)。
安全性争议.
2021年，安全公司Palo Alto Networks研究人员Aviv Sasson，在Docker Hub上发现的恶意容器映像存档，分别来自10个不同帐号，总下载次数超过2000万次，其中内含的挖矿软体。