虚拟化及Docker基础

一、虚拟化

[1.1 云端](#1.1 云端)

[1.2 云计算服务模式分层](#1.2 云计算服务模式分层)

[1.3 虚拟化架构](#1.3 虚拟化架构)

[1.3.1 寄居架构](#1.3.1 寄居架构)

[1.3.2 原生架构](#1.3.2 原生架构)

[1.4 虚拟化产品](#1.4 虚拟化产品)

[1.4.1 仿真虚拟化产品（对系统硬件没有要求，性能最低）](#1.4.1 仿真虚拟化产品（对系统硬件没有要求，性能最低）)

[1.4.2 半虚拟化 （虚拟机可以使用真机物理机）](#1.4.2 半虚拟化 （虚拟机可以使用真机物理机）)

[1.4.3 全虚拟化 （直接使用物理硬件，性能高）](#1.4.3 全虚拟化 （直接使用物理硬件，性能高）)

[1.4.4 KVM和EXSI详解](#1.4.4 KVM和EXSI详解)

二、Docker

[2.1 概念](#2.1 概念)

[2.2 优点](#2.2 优点)

[2.3 Docker与虚拟机的区别](#2.3 Docker与虚拟机的区别)

[2.4 容器技术](#2.4 容器技术)

[2.5 容器在内核中支持2种重要技术](#2.5 容器在内核中支持2种重要技术)

[2.6 namespace的六项隔离](#2.6 namespace的六项隔离)

[​2.7 docker核心概念](#2.7 docker核心概念)

[2.8 安装 Docker](#2.8 安装 Docker)

[2.8.1 关闭防火墙和核心防护](#2.8.1 关闭防火墙和核心防护)

[2.8.2 安装依赖包](#2.8.2 安装依赖包)

[2.8.3 设置阿里云镜像源](#2.8.3 设置阿里云镜像源)

[2.8.4 安装 Docker-CE并设置为开机自动启动](#2.8.4 安装 Docker-CE并设置为开机自动启动)

[2.8.5 查看 docker 版本信息](#2.8.5 查看 docker 版本信息)

[2.8.6 docker 信息查看](#2.8.6 docker 信息查看)

[2.8.7 搜索镜像](#2.8.7 搜索镜像)

[2.8.8 获取镜像](#2.8.8 获取镜像)

[2.8.9 镜像加速下载](#2.8.9 镜像加速下载)

[2.8.10 查看下载的镜像文件信息](#2.8.10 查看下载的镜像文件信息)

[2.8.11 查看下载到本地的所有镜像](#2.8.11 查看下载到本地的所有镜像)

[2.8.12 获取镜像详细信息](#2.8.12 获取镜像详细信息)

[2.8.13 为本地的镜像添加新的标签](#2.8.13 为本地的镜像添加新的标签)

[2.8.14 删除镜像](#2.8.14 删除镜像)

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一、虚拟化

1.1 云端

国内云 华为云，阿里云、腾讯云，天翼云(私有云)

国外云 谷歌 亚马逊

1.2 云计算服务模式分层

laaS:Infrastructure(基础设施)-as-a-Service

PaaS:Platform(平台)-as-a-Service

SaaS:Software(软件)-as-a-Service

1.3 虚拟化架构

1.3.1 寄居架构

本机（真实的操作系统）-》虚拟化产品-》虚拟化操作系统或软件

1.3.2 原生架构

裸金属服务器-》虚拟化产品

1.4 虚拟化产品

1.4.1 仿真虚拟化产品（对系统硬件没有要求，性能最低）

vmware客户端

vmware workstation 个人在windows安装的虚拟机

vmware Fusion MAC

1.4.2 半虚拟化 （虚拟机可以使用真机物理机）

（1）KVM/openstack(开发)， linux 环境虚拟机，私有云环境

KVM 基于内核的虚拟机主机，也可看做全虚拟化。

（2）半虛拟化reh15自带xen(虚拟机监视器），Hypervisor层

微软 Microsoft Hyper-v

virtualBox 7.0 虚拟盒子

cirix Hypervisor

1.4.3 全虚拟化 （直接使用物理硬件，性能高）

VMware服务端

exsi vmware vsphere 安装在裸金属服务器上

客户端连接，现企业使用网页端连接，vmware vsphere

1.4.4 KVM和EXSI详解

（1）KVM linux内核来完成的功能和性能。

首先通过kvm+内核调用控制器，然后通过控制器调用内核软件层，然后内核软件层调用QEMU的I/O控制器，QEMU使用二进制调用CPU内存，生成vm1、vm2等虚拟机。

（2）企业用得多，除了云之外。

在裸金属服务器安装EXSI系统，使用网页连接，系统层使用调度器调度配置网络。监控管理、CPU、内存等。

二、Docker

2.1 概念

Docker是一个开源的应用容器引擎，基于go语言开发并遵循了apache2.0协议开源。Docker是在Linux容器里运行应用的开源工具，是一种轻量级的"虚拟机"。Docker 的容器技术可以在一台主机上轻松为任何应用创建一个轻量级的、可移植的、自给自足的容器。

打成一个镜像包。

Docker的设计宗旨：Build,Ship and Run Any App,Anywhere，

即通过对应用组件的封装、发布、部署、运行等生命周期的管理，达到应用组件级别的"一次封装，到处运行"的目的。这里的组件，既可以是一个应用，也可以是一套服务，甚至是一个完整的操作系统。

2.2 优点

（1）灵活：即使是最复杂的应用也可以集装箱化。

（2）轻量级：容器利用并共享主机内核。

（3）可互换：可以即时部署更新和升级。

（4）便携式：可以在本地构建，部署到云，并在任何地方运行。

（5）可扩展：可以增加并自动分发容器副本。

（6）可堆叠：可以垂直和即时堆叠服务。

注意：容器是在linux上本机运行，并与其他容器共享主机的内核，它运行的是一个独立的进程，不占用其他任何可执行文件的内存，非常轻量。虚拟机运行的是一个完整的操作系统，通过虚拟机管理程序对主机资源进行虚拟访问，相比之下需要的资源更多。

2.3 Docker与虚拟机的区别

2.4 容器技术

docker

podman 与docker相似OCI

K8s

Container 核心组件之一

LXC linux容器化技术

crio:轻量级，专门用于 k8s

apche mesos 容器编排平台

2.5 容器在内核中支持2种重要技术

docker本质就是宿主机的一个进程，docker是通过namespace实现资源隔离，通过cgroup实现资源限制，通过写时复制技术（copy-on-write）实现了高效的文件操作（类似虚拟机的磁盘比如分配500g并不是实际占用物理磁盘500g）。

2.6 namespace的六项隔离

2.7 docker核心概念

（1）镜像

Docker的镜像是创建容器的基础，类似虚拟机的快照，可以理解为一个面向 Docker 容器引擎的只读模板。通过镜像启动一个容器，一个镜像是一个可执行的包，其中包括运行应用程序所需要的所有内容包含代码，运行时间，库、环境变量、和配置文件。

Docker镜像也是一个压缩包，只是这个压缩包不只是可执行文件，环境部署脚本，它还包含了完整的操作系统。因为大部分的镜像都是基于某个操作系统来构建，所以很轻松的就可以构建本地和远端一样的环境，这也是Docker镜像的精髓。

（2）容器

Docker的容器是从镜像创建的运行实例，它可以被启动、停止和删除。所创建的每一个容器都是相互隔离、互不可见，以保证平台的安全性。可以把容器看做是一个简易版的linux环境（包括root用户权限、镜像空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。镜像 nginx （run） 起来之后的一个实例，可以把容器看做时一个简易版的linux环境容器 就是集装箱（logo上的集装箱）

（3）仓库

Docker仓库是用来集中保存镜像的地方，当创建了自己的镜像之后，可以使用push命令将它上传到公有仓库（Public）或者私有仓库（Private）。当下次要在另外一台机器上使用这个镜像时，只需从仓库获取。

注意：Docker 的镜像、容器、日志等内容全部都默认存储在 /var/lib/docker

2.8 安装 Docker

2.8.1 关闭防火墙和核心防护

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

2.8.2 安装依赖包

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 

2.8.3 设置阿里云镜像源

yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 

2.8.4 安装 Docker-CE并设置为开机自动启动

yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service 

2.8.5 查看 docker 版本信息

docker version

2.8.6 docker 信息查看

docker info 

2.8.7 搜索镜像

docker search 关键字
如：docker search nginx

2.8.8 获取镜像

docker pull 仓库名称[:标签]
如：docker pull nginx

2.8.9 镜像加速下载

（1）浏览器访问 https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors 获取镜像加速器配置

（2）配置

mkdir -p /etc/docker
tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://rs4kf2fz.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

2.8.10 查看下载的镜像文件信息

cat /var/lib/docker/image/overlay2/repositories.json

2.8.11 查看下载到本地的所有镜像

docker images

2.8.12 获取镜像详细信息

docker inspect 镜像ID号

2.8.13 为本地的镜像添加新的标签

docker tag 名称:[标签] 新名称:[新标签]

2.8.14 删除镜像

docker rmi 仓库名称:标签
或
docker rmi 镜像ID号