Docker虚拟化简介及两种平台的构建流程

一、Docker虚拟化的简介

1、虚拟化技术的概念
1）虚拟化技术主要是将物理的资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理资源结构之间的壁垒，让计算的元件运行在虚拟的基础上，而不是直接运行在物理的资源上。
2）虚拟化技术的底层是要进行虚拟的硬件设备物理机资源，通过虚拟化技术软件可以将物理机虚拟生成N台虚拟机，应用程序、软件服务（Nginx、MYSQL、Zabbix、Redis、Tomcat、Ansible）运行在虚拟机上，而不是直接运行在物理机资源上。

2、虚拟化技术的种类？

• 完全虚拟化技术实际上是通过软件实现对操作系统的资源再分配，比较成熟，例如我们的KVM、VirtualBOX；

• 半虚拟化技术则是通过代码修改已有的系统，形成一种新的可虚拟化的系统，调用硬件资源去安装多个系统，整体速度上相对高一点，代表产品有Xen。

• 轻量级虚拟化，Docker虚拟化（介于完全虚拟化、半虚拟化之间），轻量级虚拟化；

现在存在的虚拟化技术有：

• VMware ESXI；
• XEN；
• KVM；
• Open-vz；
• Hyper-v；
• Docker。

3、Docker虚拟化的认识

• Docker是众多虚拟化技术中的一种，是目前互联网IT企业使用最广泛的一种虚拟化技术，其特点：轻量级、高性能、安全、稳定、高效等，主要是用于解决企业级轻量级操作系统和应用容器资源而诞生的。
• Docker虚拟化技术的产物是虚拟机，轻量级的虚拟机没有传统虚拟化-虚拟机的体积大，没有过多没有用的文件和数据，比较简洁、实用。
• 在Docker虚拟化技术学习中，Docker虚拟机也被称为Docker容器，Docker容器跟集装箱机制是类似的，Docker容器中可以打包开发者软件包、依赖环境、库文件，可以轻松将容器移植到各个不同的Linux平台，而且在迁移过程中软件包、依赖环境、库文件不会有任何丢失，整体迁移。

4、Docker中的镜像、仓库、容器的辨析
辨析图解：

1、Docker镜像（Image）类似于虚拟机的镜像，可以将他理解为一个面向Docker引擎的只读模板，包含了文件系统。

例如：一个镜像可以完全包含了Ubuntu操作系统环境，可以把它称作一个Ubuntu镜像。镜像也可以安装了Apache应用程序（或其他软件），可以把它称为一个Apache镜像。
2、Docker容器（Container）类似于一个轻量级的沙箱子（因为Docker是基于Linux内核的虚拟技术，所以消耗资源十分少），Docker利用容器来运行和隔离应用。

（1）容器是从镜像创建的应用运行实例，可以将其启动、开始、停止、删除，而这些容器都是相互隔离、互不可见的。

（2）可以把每个容器看作一个简易版的Linux系统环境（包括了root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间），以及与运行在其中的应用程序打包而成的应用盒子。

（3）镜像自身是只读的。容器从镜像启动的时候，Docker会在镜像的最上层创建一个可写层，镜像本身将保持不变。就像用ISO装系统之后，ISO并没有什么变化一样。

3、Docker仓库（Repository）类似与代码仓库，是Docker集中存放镜像文件的场所。
例如：像yum源仓库一样，Docker的仓库就是存储大量镜像的一个地方，安装了docker会有各种镜像到仓库索取的下载连接。通过连接到仓库我们就可以获取镜像了！

二、Docker虚拟化应用方式：启动应用容器

1、原理图

注：启动服务容器这种方式，一个docker实例只能是一个服务，相当于说这个docker容器里面只能有一个服务（应用），可以说这个容器就是这个服务，这个服务就是这个容器，服务停，该docker实例也会停下来！

因此大家应该也能看出来这种方式是不可取的，这个方法企业用的也并不多！

2、实战步骤

（1）yum安装docker

yum install docker -y
systemctl restart docker
ps -ef|grep docker
docker version

（2）从docker仓库下载Nginx镜像

docker search nginx			#在Docker仓库中搜索Nginx镜像；
docker pull docker.io/nginx #从Docker仓库中下载Nginx镜像；
docker images				#查看已下载Nginx镜像和文件路径；

注：STARS值越大，表示下载的次数越多，我们一般选择下载次数最多的下载。

（3）基于Nginx镜像启动Nginx应用容器

docker run -itd -p 80:80 docker.io/nginx

命令参数详解：

Run，创建一台新容器（虚拟机）；
-i，interactive交互模式；
-t，tty打开终端；
-d，daemon后台启动；
-p，开启DNAT端口映射，将宿主机80端口（第一个）映射至容器的80端口；

（4）查看已启动的Nginx容器（虚拟机）

docker ps

（5）查看该docker实例的ip

docker inspect 11b96939d2ff|grep -i ipaddr|tail -1|awk -F\" '{print $4}'
ifconfig

（6）进入Nginx容器终端

docker exec -it 11b96939d2ff /bin/bash
				容器ID（主机名）

（7）从宿主机上，重启Nginx容器中Nginx WEB服务

#将宿主机上index.html文件更新至Docker Nginx容器中；
docker cp index.html 430cf15e57d4:/usr/share/nginx/html/

docker exec 430cf15e57d4 nginx -s reload
#注意不能把nginx停止，停了nginx服务，该docker实例也会停！

三、Docker虚拟化应用方式：启动Guest OS(企业推荐)

1、原理图

上面的图中有错，把Hypervisor改成docker Engine即可！
注：在云中，每个容器即是一个用户，这种方式下每个用户都有自己独立的操作系统，每个用户的服务都运行在自己的容器的Guest OS中！这种方式是当前的主流！

2、实战步骤

注：实现ssh可以连接docker Guest OS。

（1）安装、启动docker略

（2）查找centos,并下载

docker search centos
docker pull docker.io/jdeathe/centos-ssh

（3）启动docker容器

docker run -itd -p 6022:22 --privileged --name aliyun docker.io/jdeathe/centos-ssh 
--privileged  容器以特权模式（root）运行	
--name 指定主机名

重点: -p 这个参数必须指定，在启动应用容器方式中我们映射的是服务的端口（例如：-p 80:80），在用Guest OS方式中我们映射的ssh服务的端口；之所以必须指定-p，因为一般来说一台服务器都要虚拟很多个容器出来，容器之间端口不能冲突，也就是说映射的要是服务器的不同端口！

–name的作用：
–privileged的作用：
注：提示没有root权限，我们在创建运行容器时，必须指定–privileged，才能解决这个报错

docker常用命令须知：

docker ps #可以看现在正在运行的容器有哪些
docker ps -a #列出所有已创建的容器（包括停止的和正在运行的）
docker ps -aq #列出所有已创建容器的容器ID
docker ps -aq|xargs docker rm -f {} #删除容器
docker rmi +镜像名称 #删除docker镜像
docker start|restart|stop +容器ID #启动、重启、停止一个docker容器

（4）安装ssh

注：若你下载的centos镜像有ssh这个服务，可忽略这一步

yum install openssh openssh-server -y

（5）修改ssh配置文件、root用户密码

修改ssh配置文件：

 vim /etc/ssh/sshd_config 
#把下面参数改成下面的值：
GSSAPIAuthentication no 
UseDNS no
PermitRootLogin yes
PasswordAuthentication yes

修改root用户密码：

echo "1"|passwd --stdin root

查看改容器的Guest OS的IP地址：

yum install net-tools -y
ifconfig #如果不安装net-tools软件包，就没有这个命令

注：这个IP是拿来ssh用的。

（6）将容器重启即可，解决systemctl启动报错

注：按理来说重启ssh服务就行了，但是我的ssh服务，重启会报错！
这个是因为D-Bus服务没起，我们只能用/usr/sbin/sshd这种风格去启动ssh，如果想用systemctl这种风格去启动的话，启动容器时需要加下面这个参数：

docker run -itd --privileged c432b9da999c /usr/sbin/init
#把容器启动的入口命令变成/usr/sbin/init即可！

如果不想这么麻烦，那我们这里把容器重启也可以的！

docker restart +容器ID

（7）在宿主机上ssh即可

注意：在宿主机上ifconfig看到的docker0网卡的ip并不是docker容器的IP，而是对应docker容器的网关ip，要看docker容器的ip需要在docker容器中ifconfig
ssh连接成功！