Docker：基础概念、架构与网络模式详解
1.Docker的根本概念1.1.什么是docker
Docker是一个用于开辟,交付和运行应用程序的开放平台.docker使您可以或许将应用程序域基础框架分开,以便你可以快速开辟交付软件.使用docker,你可以管理你的基础架构以管理应用程序类似的方式.通过使用docker用于交付,测试和部署代码的方法,你可以显著淘汰编写代码和生产环境中运行代码之间的延迟.
1.2.docker和虚拟机的区别
1.2.1.框架
每个虚拟机运行一个完备的操作体系,并在其上运行应用程序。虚拟机赖于一个虚拟化管理程序（如 VMware、Hyper-V、KVM），该程序在物理硬件和虚拟机操作体系之间充当中介。每个虚拟机需要分配单独的体系资源（CPU、内存、存储），并运行自己的内核和操作体系实例。
Docker 容器共享宿主机操作体系的内核，但独立运行应用程序及其全部依赖项。使用操作体系级虚拟化技能（如 cgroups 和 namespaces）来隔离和管理容器。容器之间共享操作体系内核，启动时间快，占用资源少。
1.2.2.性能
虚拟机由于需要运行一个完备的操作体系实例，虚拟机通常启动较慢，且占用更多体系资源。性能开销主要来自于操作体系的管理和Hypervisor的开销。
而docker的容器化应用程序几乎可以立即启动，因为它们不需要启动一个完备的操作体系。资源开销低，性能更接近于裸机。
1.2.3.资源分配
虚拟机的资源分配是静态的，即在启动时分配特定的CPU、内存等资源，纵然这些资源在某些时候未被完全使用，也不会被其他虚拟机使用。而docker的资源使用是动态和弹性的，多个容器可以高效地共享和使用体系资源。资源分配可以根据需求举行调解。
2.Docker架构
Docker 架构通过客户端、守卫进程、镜像、容器、堆栈等多个组件的协同工作，提供了一个高效、灵活的容器化平台。
2.1.Docker Client(客户端)
Docker客户端是用户与 Docker 交互的接口。用户通过下令行或其他工具向 Docker 客户端发送下令，客户端再将下令传递给 Docker 守卫进程（Docker Daemon）举行处理。常用的 Docker 下令如 docker run、docker pull 和 docker build 等，都是通过客户端发起的。
2.2.Docker Daemon(守卫进程)
Docker Daemon 是 Docker 的核心组件，它运行在主机上，负责处理来自 Docker 客户端的请求，并管理容器、镜像、网络和存储等资源。Docker Daemon 通常作为后台进程运行，可以在本地主机上，也可以通过远程 API 接受来自其他主机的请求。
2.3.Docker 的核心组件：image镜像、Container容器、Registry堆栈
2.3.1.镜像
Docker 镜像是一个只读的模板，它包罗了运行应用程序所需的全部内容，包括代码、库、环境变量、配置文件等。镜像是不可变的，每次创建新的镜像时，都会天生一个新的快照。其中镜像遵照2个重要的原则:
[*] image是不可变的。创建image后，无法修改。您只能创建新图像或在其上添加更改。
[*] 容器image由层组成。每个层体现一组文件体系更改，用于添加、删除或修改文件。
这两个原则允许您扩展或添加到现有映像。例如，如果要构建 Python 应用，则可以从Python 图像并添加其他层以安装应用的依赖项并添加代码。这样一来，你就可以专注于你的应用，而不是 Python 本身。
2.3.2.容器?
Docker 容器是镜像的运行实例。它可以被启动、制止、移动和删除。每个容器都是一个独立的、隔离的环境，包罗了运行应用程序所需的一切。
2.3.3.堆栈?
Docker 堆栈是存储和分发镜像的地方。它们可以是公共的，也可以是私有的。最常用的公共堆栈是 Docker Hub，此外尚有很多其他的第三方堆栈和企业内部的私有堆栈。
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2.4.Docker Compose
容器的最佳实践之一是每个容器应该只做一件事，并且做好这件事。尽管有些例外，但应只管避免让一个容器做多件事。你可以使用多个下令启动多个容器，但你会很快发现需要管理网络、连接容器到这些网络的全部标志等等。而且，当你完成后，清理变得有点复杂。
此时通过Docker Compose，你可以在一个 YAML 文件中定义全部容器及其配置。如果你把这个文件包罗在代码库中，任何克隆你代码库的人都可以通过一个下令启动全部容器。
2.5.Docker Swarm
Docker Swarm 是 Docker 的原生集群管理工具，允许用户将多个 Docker 主机组合成一个虚拟的 Docker 主机。通过 Docker Swarm，用户可以在集群中调度和管理容器，提供高可用性和负载平衡。
2.6.Docker Networking（网络）
Docker 网络用于容器之间以及容器与外部天下之间的通信。Docker 提供了多种网络驱动，如桥接网络、主机网络、覆盖网络等，用户可以根据需求选择合适的网络模式。下面会详细阐明.
2.7.Docker Storage（存储）
Docker 存储办理方案用于长期化容器数据。Docker 提供了多种存储驱动，如数据卷（Volumes）、绑定挂载（Bind Mounts）和 tmpfs 挂载，用户可以根据应用需求选择合适的存储方式。
3.Docker容器的网络模式
Docker 提供了多种网络模式来连接容器。每种模式都有其特定的用途和配置方式，相识这些模式有助于在差别场景下选择合适的网络办理方案。
3.1. Bridge(桥接)网络模式
Bridge网络模式是Docker 默认的网络模式。当你启动一个新的容器时，Docker 会自动将其连接到一个默认的桥接网络。这种模式实用于在同一主机上运行的多个容器之间的通信。每个容器都会获得一个独一无二的 IP 地址。通过与主机的桥接连接，这些容器还可以相互交互，与本地网络（LAN）和 Internet 互联。然而，它们不会以物理设备的形式出现在 LAN 上。特点是:每个容器都有一个独立的IP地址;容器之间通过桥接网络相互通信;得当单机上的容器通信。
3.2.Host(主机)网络模式
允许容器共享宿主机的网络栈。在这种模式下，容器不会获得独立的 IP 地址，而是使用宿主机的 IP 地址。这种模式实用于需要高性能网络通信的场景。特点是:容器共享宿主机的网络栈;提高网络性能;容器和宿主机上的服务共享同一个端口空间。
3.3.None网络模式
None网络模式为容器提供完全隔离的网络环境。容器不会连接到任何网络，只有一个回环接口。这种模式实用于需要完全隔离网络的容器。特点是:容器没有网络连接;得当需要完全隔离的环境。
3.4. Container网络模式
Container网络模式允很多个容器共享同一个网络栈。在这种模式下，一个容器可以与另一个容器共享网络接口。实用于需要紧密耦合的容器之间的通信。特点是:多个容器共享同一网络栈;容器之间通信效率高.
3.5.Overlay网络模式
Overlay网络模式用于跨多个 Docker 主机的容器通信，常用于 Docker Swarm 或 Kubernetes 环境。通过覆盖网络，可以实现分布式集群中容器之间的通信。特点是:支持跨多个主机的容器通信;实用于分布式集群环境.
3.6.Macvlan 网络模式
是一种高级网络配置，允许你将容器直接连接到宿主机的网络，并为每个容器分配一个独立的 MAC 地址。这种模式使得容器在网络中看起来像是独立的物理设备。它非常得当需要与物理网络设备举行高度集成的场景。特点是:每个容器都有自己的 MAC 地址和 IP 地址，类似于物理设备;容器可以直接与宿主机的物理网络通信，淘汰了网络开销;由于容器直接连接到物理网络，网络性能较好;需要手动配置物理网络接口和子网。
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