10分钟快速掌握Docker必备基础知识

Docker是时下热门的容器技术，相信作为一名开发人员，你一定听说过或者使用过，很多人会把Docker理解为一个轻量级虚拟机，但其实Docker与虚拟机(VM)是两种不同的计算机虚拟化技术，也有很多人会觉得，有了虚拟机，那为什么还要使用Docker呢?

带着心里的一点点疑问，让我们一起来学习Docker吧。

没有虚拟化技术的原始年代

我们仔细想想，在没有计算虚拟化技术的“远古”年代，如果我们要部署一个应用程序(Application)，一般的步骤是怎么样的?

第一步肯定是先要准备一台物理服务器，然后在物理服务器上安装一个操作系统(Operating System)，有了操作系统之后，便在操作系统上安装运行我们的应用程序，这个过程可以用下面的图来表示：

物理服务器部署应用示意图

那么，这种方式有什么问题呢?其实，在物理机上部署应用有以下几个缺点：

• 部署非常慢：因为我们得先准备硬件服务器，接着还要安装操作系统，然后再部署应用程序，而且应用程序还有很多的依赖软件，所以这个过程是比较慢的。
• 成本非常高：主要是物理器成本太高，即使是部署一个简单的应用，也需要一台服务器。
• 资源浪费：如果应用太简单，也容易浪费硬件资源，比如CPU和内存
• 迁移和扩展太慢：如果需要迁移应用，或者扩展应用，都要再准备其他的物理服务器，过程很麻烦，也很慢。

那么有什么办法可以解决这些问题呢?答案便是虚拟化技术。

使用虚拟机部署应用程序的年代

什么是虚拟化技术

谈到计算机的虚拟化技术，我们直接想到的便是虚拟机，虚拟机允许我们在一台物理计算机模拟出多台机器,简单地理解，虚拟化技术就是在一台物理计算机上，通过中间虚拟软件层Hypervisor隔离CPU、内存等硬件资源，虚拟出多台虚拟服务器，这样做的话，一台物理服务器便可以安装多个应用程序，达到资源利用的最大化，而且多个应用之间相互隔离，如下图所示：

虚拟机上部署应用示意图

虚拟机的优点

• 可以把资源分配到不同的虚拟机，达到硬件资源的最大化利用
• 与直接在物理机上部署应用，虚拟机更容易扩展应用。
• 云服务:通过虚拟机虚拟出不同的物理资源，可以快速搭建云服务。

虚拟机的不足之处

虚拟机的不足之处在于对物理服务器资源的消耗，当我们在物理服务器创建一台虚拟机时，便需要虚拟出一套硬件并在上面运行完整的操作系统，每台虚拟机都占用许多的服务器资源。

Docker是什么?

相对于虚拟机的笨重，Docker则更显得轻量化，因此不会占用太多的系统资源。

Docker是使用时下很火的Golang语言进行开发的，其技术核心是Linux内核的Cgroup,Namespace和AUFS类的Union FS等技术，这些技术都是Linux内核中早已存在很多年的技术，所以严格来说Docker并不是一个完全创新的技术，Docker通过这些底层的Linux技术，对Linux进程进行封装隔离，而被隔离的进程也被称为容器，完全独立于宿主机的进程。

所以Docker是容器技术的一种实现，也是操作系统层面的一种虚拟化，与虚拟机通过一套硬件再安装操作系统完全不同。

docker容器与系统关系示意图

Docker与虚拟机之间的比较

Docker是在操作系统进程层面的隔离，而虚拟机是在物理资源层面的隔离，两者完全不同，另外，我们也可以通过下面的一个比较，了解两者的根本性差异。

容器与虚拟机的比较【摘自《Docker-从入门到实践》】

从上面的容器与虚拟机的对比中，我们明白了容器技术的优势。

容器解决了开发与生产环境的问题

开发环境与生产环境折射的是开发人员与运维人员之间的矛盾，也许我们常常会听到开发人员对运维人员说的这样一句话：“在我的电脑运行没问题，怎么到了你那里就出问题了，肯定是你的问题”，而运维人员则认为是开发人员的问题。

开发人员需要在本机安装各种各样的测试环境，因此开发的项目需要软件越多，依赖越多，安装的环境也就越复杂。

同样的，运维人员需要为开发人员开发的项目提供生产环境，而运维人员除了应对软件之间的依赖，还需要考虑安装软件与硬件之间的兼容性问题。

就是这样，所以我们经常看到开发与运维相互甩锅，怎么解决这个问题呢?

容器就是一个不错的解决方案，容器能成为开发与运维之间沟通的语言，因为容器就像一个集装箱一样，提供了软件运行的最小化环境，将应用与其需要的环境一起打包成为镜像，便可以在开发与运维之间沟通与传输。

Docker的版本

Docker分为社区版(CE)和企业版(EE)两个版本，社区版本可以免费使用，而企业版则需要付费使用，对于我们个人开发者或小企业来说，一般是使用社区版的。

Docker CE有三个更新频道，分别为stable、test、nightly，stable是稳定版本，test是测试后的预发布版本，而nightly则是开发中准备在下一个版本正式发布的版本，我们可以根据自己的需求下载安装。

如何安装Docker?

好了，通过前面的介绍，我们应该对Docker有了初步的了解，下面开始进入Docker的学习之旅了。

而学习Docker的第一步，从安装Docker运行环境开始，我们以Docker的社区版本(CE)安装为例。

Docker社区版本提供了Mac OS,Microsoft Windows和Linux(Centos,Ubuntu,Fedora,Debian)等操作系统的安装包，同时也支持在云服务器上的安装，比如AWS Cloud。

在Windows系统上安装

Docker Desktop for Windows

（编辑：核心网）

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