Docker基本概念和底层原理解析

什么是Docker

Docker是一个开源的应用容器引擎，它可以让开发者将应用及其依赖打包成一个容器，然后发布到任何一个Linux机器上。这个容器可以保证在不同的机器上运行时都是一致的。

Docker组件

Docker的核心组件包括Docker引擎、Docker客户端、Docker Hub（Docker镜像仓库）。

Docker引擎是Docker的核心组件，它负责管理Docker容器，包括容器的生命周期管理、镜像管理等。

Docker客户端是Docker的用户接口，它与Docker引擎交互，用户可以通过Docker客户端来管理Docker容器和镜像。

Docker Hub是Docker镜像的官方仓库，可以从Docker Hub中下载各种镜像。

Docker的工作原理

Docker基于Linux的Cgroup（控制组）和Namespace（命名空间）技术。Cgroup技术可以限制进程的资源占用，Namespace技术可以提供更好的进程隔离。

Docker的工作原理如下：

用户使用Docker客户端创建一个Docker容器，然后指定一个镜像作为容器运行的环境。
Docker客户端通过Docker引擎来创建该容器，并在其中执行应用程序。
容器运行结束后，Docker引擎可以将生成的镜像保存到Docker镜像仓库（Docker Hub）中。

Docker镜像

Docker镜像是Docker容器的基础，可以理解为一个只读的文件系统。镜像可以用来创建Docker容器。

Docker镜像通常采用分层存储设计，每个镜像都由多个只读层（不可更改）组成，最后一层是可读写的容器层。这种镜像结构可以减少镜像的重复存储，节约存储空间。

创建Docker镜像的方法有两种：

基于本地文件系统创建。
基于已有镜像创建，再做修改。

以下是一个创建基于本地文件系统创建Docker镜像的示例：

FROM centos:7
MAINTAINER Your Name <yourname@yourdomain.com>

RUN yum install -y httpd && \
    yum clean all

ADD index.html /var/www/html/

EXPOSE 80
CMD ["/usr/sbin/httpd", "-D", "FOREGROUND"]

在上述的Dockerfile文件中，我们选择以centos:7为基础镜像，然后安装Apache HTTP服务，最后拷贝index.html文件到/var/www/html目录下。最后指定服务端口为80。

Docker容器

Docker容器是从Docker镜像中创建的一个可运行的环境。容器可以被看作是简单的、轻量级的虚拟机，但其资源占用更小，启动和停止的速度也更快。

以下是一个从Docker镜像中创建并启动容器的示例：

$ docker run -d -p 80:80 httpd:latest

在上述的示例中，我们从httpd:latest镜像中创建容器，并将容器的80端口映射到主机的80端口，最后启动该容器。

总结

Docker是一个开源的应用容器引擎，基于Linux的Cgroup和Namespace技术，可以将应用及其依赖打包成一个容器，实现跨机器运行时的一致性。Docker核心组件包括Docker引擎、Docker客户端和Docker Hub。Docker镜像和容器是Docker的核心概念，镜像是容器的基础，容器是从镜像中创建并运行的环境。通过Dockerfile文件定制Docker镜像可以满足用户定制化的需求。