1 前言
Docker是一个开源的引擎，能够轻松地为任何利用创立一个轻量级的、 可移植的、自力更生的容器。开发者在笔记本电脑上编译测试通过的容器能够批量地在生产环境中部署，包含VMs (虚拟机)、bare metal、OpenStack 集群和其余根底利用平台。
Docker的指标：

提供轻量简略的建模形式；
职责的逻辑拆散；
疾速高效的开发生命周期；
激励应用面向服务的架构，即单个容器运行单个利用。
Docker实质上是运行在宿主机上的过程，它通过namespace实现了资源隔离，并通过cgroups实现了资源限度，同时通过写时复制（copy-on-write）实现了高效的文件操作。

cgroups是Linux内核提供的一种机制，这种机制能够依据需要把一系列零碎工作及其子工作整合（或分隔）到按资源划分等级的不同组内，从而为零碎资源管理提供一个对立的框架。也就是说，cgroups能够限度、记录工作组所应用的物理资源（包含CPU、memory、IO等），为容器实现虚拟化提供了根本保障，是构建Docker等一系列虚拟化管理工具的基石。

cgroups提供了如下四大性能：

资源限度：cgroups能够对工作应用的资源总额进行限度。
优先级调配：通过调配的CPU工夫片数量以及磁盘IO带宽大小，实际上就相当于管制了工作运行的优先级。
资源统计：cgroups能够统计零碎的资源使用量，如CPU应用时长等。
工作管制：cgroups能够对工作执行挂起、复原等操作。

2 docker与虚拟机


Docker守护过程能够间接与主操作系统进行通信，为各个Docker容器分配资源；它还能够将容器与主操作系统隔离，并将各个容器相互隔离。虚拟机启动须要数分钟，而Docker容器能够在数毫秒内启动。因为没有臃肿的从操作系统，Docker能够节俭大量的磁盘空间以及其余系统资源。

说了这么多Docker的劣势，大家也没有必要齐全否定虚拟机技术，因为两者有不同的应用场景。虚拟机更擅长于彻底隔离整个运行环境。例如，云服务提供商通常采纳虚拟机技术隔离不同的用户。而Docker通常用于隔离不同的利用，例如前端，后端以及数据库，相似一个“沙箱”。

3 docker根底
3.1 Docker三大概念和两句口号
三大外围概念：

镜像（Image）
容器（Container）
仓库（Repository）
两句口号：
Build, Ship and Run
Build once，Run anywhere

3.2 意识Dockerfile
dockerfile仅仅是用来制作镜像的源码文件，是构建容器过程中的指令，docker可能读取dockerfile文件，进行指定容器的主动构建。

除了dockerfile这种自定义构建镜像的形式以外，还反对从公共仓库（dockerHub）拉取的形式：https://hub.docker.com/ 、或者基于现有的镜像进行优化docker commi，以下是一个自定义的Dockerfile，以及依据Dockerfile文件构建mytest镜像的过程

from tomcatMAINTAINER yangjianmin@jd.comRUN rm -rf /usr/local/tomcat/webapps/*COPY jhjkhkj.zip   /usr/local/tomcat/webappsENV TZ=Asia/ShanghaiRUN ln -snf /usr/share/zoneinfo/$TZ /etc/localtime && echo $TZ > /etc/timezone

3.3 镜像与分层
镜像由多个层组成，每层叠加之后，从内部看来就如一个独立的对象。镜像外部是一个精简的操作系统（OS），同时还蕴含利用运行所必须的文件和依赖包。因为容器的设计初衷就是疾速和玲珑，所以镜像通常都比拟小。镜像能够了解为一种构建时（build-time）构造，而容器能够了解为一种运行时（run-time）构造。

以我本地的nginx为例，通过docker image inspect命令查看镜像分层的形式：

% docker image inspect nginx:latest[    {        "Id": "sha256:605c77e624ddb75e.....9dc3a85",        "RepoTags": [            "nginx:latest"        ],略过一些内容。。。        "RootFS": {            "Type": "layers",            "Layers": [                "sha256:2edcec3590a4ec7f40.....41ef9727da6c851f",                "sha256:e379e8aedd4d72bb4c.....80179e8f02421ad8",                "sha256:b8d6e692a25e11b0d3.....e68cbd7fda7f70221",                "sha256:f1db227348d0a5e0b9.....cbc31f05e4ef8df8c",                "sha256:32ce5f6a5106cc637d.....75dd47cbf19a4f866da",                "sha256:d874fd2bc83bb3322b.....625908d68e7ed6040a6"            ]        },        "Metadata": {            "LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"        }

能够看到，我从远端拉下来的最新的nginx镜像是由六层构造组成的，当咱们拉取镜像时也能够看到分层拉取的记录，为了尽量减少镜像层数，在写Dockerfile时应尽量整合RUN命令，因为每运行一次RUN命令，层数就会加1。

3.4 镜像运行
docker images：查看镜像列表，TAG相当于jar包版本形容了镜像的版本
docker run -d -p 91:80 nginx：运行nginx镜像，-d示意相干启动日志后盾展现，-p是将本机操作系统的端口和容器外部端口做映射，起到将docker容器指定端口对外裸露的作用。咱们便能够通过拜访91端口申请到刚刚启动的nginx。

docker ps：能够查看曾经运行的容器的状况。
无关docker的操作命令不在本文开展介绍，感兴趣的小伙伴能够自行学习。

% docker imagesREPOSITORY               TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZEmytest                   latest    26d746eb2c68   26 hours ago   680MBnginx                    latest    605c77e624dd   13 days ago    141MBtomcat                   latest    fb5657adc892   2 weeks ago    680MBdocker/getting-started   latest    26d80cd96d69   5 weeks ago    28.5MByangjianmin@192 ~ % docker run -d -p 91:80 nginx  dcf193ebf5dd1b3267eddff37158535036918451938c4c90f98d2b12edf6c608yangjianmin@192 ~ % docker psCONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED          STATUS         PORTS                NAMESdcf193ebf5dd   nginx     "/docker-entrypoint.…"   10 seconds ago   Up 9 seconds   0.0.0.0:91->80/tcp   nifty_stonebraker

4 docker-compose、docker-machine
Compose 是用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。通过 Compose，您能够应用 YML 文件来配置应用程序须要的所有服务。而后，应用一个命令，就能够从 YML 文件配置中创立并启动所有服务。

Compose容许用户通过一个独自的docker-compose.yml模板文件（YAML 格局）来定义一组相关联的利用容器为一个我的项目（project）。
Docker-Compose我的项目由Python编写，调用Docker服务提供的API来对容器进行治理。因而，只有所操作的平台反对Docker API，就能够在其上利用Compose来进行编排治理。
docker-compose.yml

mysql: image: daocloud.io/yjmyzz/mysql-osx:latest volumes:   - ./mysql/db:/var/lib/mysql ports:   - 3306:3306 environment:   - MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456service1: image: java:latest volumes:   - ./java:/opt/app expose:   - 8080 #ports: #  - 9081:8080 links:   - mysql:default command: java -jar /opt/app/spring-boot-rest-framework-1.0.0.jarservice2: image: java:latest volumes:   - ./java:/opt/app expose:   - 8080 #ports: #  - 9082:8080 links:   - mysql:default command: java -jar /opt/app/spring-boot-rest-framework-1.0.0.jarnginx1:  image: nginx:latest  volumes:   - ./nginx/html:/usr/share/nginx/html:ro   - ./nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro   - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d:ro  #expose:  #  - 80  ports:   - "80:80"  links:   - service1:service1   - service2:service2

能够将上述文件看成docker run的批量版本，以最小单元来看，蕴含了镜像名和版本（nginx:latest）、文件挂载门路(Volumes)、裸露端口（expose，但这个只容许容器外部拜访，不映射到宿主机）、端口映射（ports）、链接其余服务（links）。能够通过docker compose build和docker compose up等命令操作构建和运行，相应过程不再展现，感兴趣的小伙伴能够本地实际。

4.1 docker-machine
Docker Machine是一个用于配置和治理Dockerized主机（带有Docker Engine的主机）的工具。 您能够应用Machine在一个或多个虚构零碎上装置Docker Engine。 这些虚构零碎能够是本地的（如应用Machine在Mac或Windows上的VirtualBox中装置和运行Docker Engine时）或近程（如应用Machine在云提供商上配置Dockerized主机时）。 能够想到Dockerized主机自身，有时也称为托管“机器”。

5 云原生
这个话题比拟大，此处选取了局部解释，存在很大局限性。
云原生从字面意思上来看能够分成云和原生两个局部。云是和本地绝对的，传统的利用必须跑在本地服务器上，当初风行的利用都跑在云端，云蕴含了IaaS,、PaaS和SaaS。

原生就是土生土长的意思，咱们在开始设计利用的时候就思考到利用未来是运行云环境外面的，要充分利用云资源的长处，比方️云服务的弹性和分布式劣势。
云原生 = 微服务 + DevOps + 继续交付 + 容器化

6 Kubernetes（K8S）
Docker主张的是“容器即服务”，面对大型简单的理论利用场景，将面临着多容器的治理、调度、集群扩大等问题，人们迫切需要一套容器管理系统，对Docker及容器进行更高级更灵便的治理。
于是，Kubernetes呈现了。

6.1 K8S名字的由来
这个其实和硅谷的人起名有关系，他们有一个坏习惯，就是喜爱把一个单词首字母+跳过的字母数来进行缩写，目标是让爷爷奶奶们读不懂，比方亚马逊的Algorithms被缩写成A9，而kubernetes缩写为k8s，意思就是k前面跳过8个字母后到s，就变成了k8s。

6.2 Kubernetes 特点
可移植: 反对私有云，公有云，混合云，多重云（multi-cloud）
可扩大: 模块化, 插件化, 可挂载, 可组合
自动化: 主动部署，主动重启，主动复制，主动伸缩/扩大
Kubernetes（k8s）是自动化容器操作的开源平台。这些容器操作包含：部署、调度和节点集群间扩大。

具体性能：

自动化容器部署和复制。
实时弹性膨胀容器规模。
容器编排成组，并提供容器间的负载平衡。
6.3 K8S架构和组件

pod：pod是k8s最小的调度单位，一个pod外面能够蕴含一个或者多个container，一个pod共享一个namespace，它们之前能够通过localhost来进行通信。

K8s集群外围组件如下：

etcd：一个高可用的K/V键值对存储和服务发现零碎。
flannel：实现跨主机的容器网络的通信。
kube- apiserver：提供Kubernetes集群的API调用。
kube- controller-manager：确保集群服务。
kube- scheduler：调度容器，调配到Node。
kubelet：在Node节点上依照配置文件中定义的容器规格启动容器。
kube-proxy：提供网络代理服务。
6.4 公有云架构


本文如有不妥之处，望批评指正，后续会推出K8S实际和外围组件解析，继续关注！

7 参考文章：
Docker 背地的内核常识——cgroups 资源限度 https://www.infoq.cn/article/...
Docker背地的内核常识 https://www.cnblogs.com/beilu...
swarm与kubernetes比照 https://blog.csdn.net/weixin_...
K8S 超具体总结！ https://blog.csdn.net/weixin_...
K8S中文社 https://www.kubernetes.org.cn...

作者：杨建民