Docker重要的三个基本概念：镜像、容器和仓库

一、Docker镜像

1.1 Docerk镜像理解

操作系统分为内核与用户空间。以Linux系统为例，内核启动后，会挂载root文件系统为其提供用户空间支持。而Docker镜像（Image）就好比是一个root文件系统。

从上面的角度出发，我们可以理解为：Dokcer镜像是一个特殊的文件系统，其特殊性主要体现在以下两个方面：

• （1）Docker镜像为容器的运行提供所需的程序、库、资料、配置等文件的同时，还准备了一些配置参数（比如匿名卷、环境变量、用户等）；
• （2）Docker镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后就不会被修改。

1.2 分层存储

因为镜像包含操作系统完整的root文件系统，这导致其体积通常很大。鉴于此缺点，Docker在Union FS技术的基础上，采用了分层存储架构的设计理念：

• Docker镜像的构建：一层层构建，前一层是后一层的基础；
• 每一层构建完成后，就不会再发生变化，后一层上的任何改变只发生在当前层。比如，我们在当前层删除前一层的文件，实际的操作并不删除前一层的文件，而是删除当前层标记的上一层文件信息；
• 在构建Docker镜像时，每一层尽量只包含该层要添加的东西，任何额外的东西应该在该层构建结束前清除掉。

分层存储的特征使得镜像的复用、定制变的更为容易。这使得我们可以使用之前构建号的镜像作为基础层，然后进一步添加新的层，以定制自己所需要的内容，构建新的镜像。

二、Docker容器

镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象编程中的类和实例。镜像是静态的定义，而容器是镜像运行的实体，容器是可以被创建、启动、停止、删除和暂停的。

2.1 Docerk容器的实质

容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行与自己独立的命名空间。因此容器可以具有自己的root文件系统、网络配置、进程空间、用户ID空间。

容器内的进程是运行在一个隔离的环境中，使用起来就像在一个独立于宿主的系统下操作一样，而使得容器具有了封装性。想比较与直接在宿主中运行，容器的运行更加安全。

2.2 Docerk容器的存储层

容器也是分层存储的，每个容器的运行时，是以镜像为基础层，在器上创建一个当前容器的存储层。容器存储层的生命周期和容器一样，即容器消亡时，容器存储层也随之消亡，任何保存与容器存储层的信息也会丢失掉。

根据Docker的设计思想，容器不应该向其存储层写入任何数据，也就是所谓的无状态化。所有的文件写入操作应该使用如下两种方式：

• 数据卷（Volume）
• 绑定宿主目录

在数据卷或绑定宿主目录位置上的读写都会跳过容器存储层，而直接对宿主或网络存储发生读写，这样处理的方式会其性能和稳定性更高。

注意：数据卷的生存周期独立于容器，即容器消亡，数据卷不会消亡。

三、Docker仓库

###3.1 Docker仓库简介

Docker仓库提供了一个集中的存储、分发镜像的服务，使得构建的Docker镜像不仅可以在当前宿主机上运行，还可以在其他服务器上使用。

• 一个Docker仓库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；
• 仓库中镜像命名格式：通常为了便于仓库管理，一个仓库会包含一个软件不同版本的镜像，而标签可用于标识不同版本。即我们可以通过<仓库名>:<Tag>的格式来标识仓库中的镜像，如果不给出标签，则会使用默认的latest标签；
• 仓库的命名格式：仓库名通常以两段路径形式给出，比如liang/nginx-proxy，前面的liang标识Docker仓库多用户环境下的用户名，后者的nginx-proxy对应于软件名。

3.2 Docker仓库公开服务

Doker公开服务是开放给用户使用、允许用户管理镜像的仓库服务。用户可以免费上传、下载公开的镜像，还可以提供收费服务供用户管理私有镜像。最常用的公开Docker仓库服务包括：

• Docker Hub：官方默认的Docker仓库，其拥有大量的高质量官方镜像；
• CoreOS的Quay.io：CoreOS相关的镜像；Google的Google Container Registry, Kubernetes的镜像使用嗯就是这个服务。

通常，国内访问这些服务会很慢，因此国内的一些云端服务商提供了针对Docker Hub的镜像服务，这就是我们常说的镜像服务加速器。常见的有阿里云加速器、DaoCloud加速器，通过它们我们可以支持从国内的地址下载Docker Hub上的镜像。

相应的，国内也有一些云服务商提供的类似于Docker Hub的公开服务：

• 时速云镜像仓库；
• 网易云镜像服务；
• DaoCloud镜像市场；
• 阿里云镜像库。

3.3 私有Docker仓库

Docker官方提供了开源Docker Registry镜像，可以直接使用作为私有Registry服务。开源Docker Registry镜像只提供了Docker Registry API的服务端实现，不过这也足够支持docker命令了，不影响其使用。但是开源的Docker仓库镜像服务没有图形界面、镜像维护、用户管理、访问控制等高级功能。将来如果遇到需要这些高级服务的场景，可以查阅有关官方的商业化版本Docker Trusted Registry服务。