《Docker实战入门与部署指南:从核心概念到网络与数据管理》:初识Docker——概念与优势

初识Docker------概念与优势


🎯 系列介绍

🔔 本文是 《Docker实战入门与部署指南:从核心概念到网络与数据管理》 系列的第一篇!

本系列将从零开始,带你系统性地学习 Docker 的核心概念、安装部署、容器管理、镜像制作、数据持久化与网络配置,最终具备构建和运维容器化应用的能力。

⚠️ 该系列所有涉及的配置脚本、Dockerfile示例和离线安装包都可以私信博主免费获取。


📚 系列篇章总览


🚀 系列最终成果
当你完整学完并实操本系列,你将拥有:

✅ 扎实的Docker理论基础,清晰理解容器、镜像、仓库等核心概念。
✅ 独立部署Docker环境的能力,并完成常用配置优化(如镜像加速)。
✅ 熟练的容器与镜像管理技能,能够进行日常的运维操作。
✅ 制作自定义业务镜像的能力,为应用容器化打下基础。
✅ 解决数据持久化问题的方案,确保应用数据安全。
✅ 配置复杂容器网络的能力,实现容器内外的灵活通信。

真正实现: 概念理解 → 环境搭建 → 日常操作 → 镜像定制 → 数据管理 → 网络配置,一站式掌握Docker核心技能。


一:简介

1.1 网址

https://docs.docker.com/

https://www.docker.com/


1.2 什么是 Docker

Docker 最初是 dotCloud 公司创始人 Solomon Hykes 在法国期间发起的一个公司内部项目,它是基于 dotCloud 公司多年云服务技术的一次革新,并于 2013 年 3 月以 Apache 2.0 授权协议开源,主要项目代码在 GitHub 上进行维护。Docker 项目后来还加入了 Linux 基金会,并成立推动开放容器联盟(OCI)。

Docker 使用 Google 公司推出的 Go 语言进行开发实现,基于 Linux 内核的 cgroup,namespace,以及 OverlayFS 类的 Union FS 等技术,对进程进行封装隔离,属于操作系统层面的虚拟化技术。由于隔离的进程独立于宿主和其它的隔离的进程,因此也称其为容器。最初实现是基于 LXC,从 0.7 版本以后开始去除 LXC,转而使用自主开发的 libcontainer,从 1.11 开始,则进一步演进为使用 runC 和 containerd。

Docker 在容器的基础上,进行了进一步的封装,从文件系统、网络互联到进程隔离等等,极大的简化了容器的创建和维护。使得 Docker 技术比虚拟机技术更为轻便、快捷。


1.3 为什么用 Docker

1)更高效的利用系统资源

​ 由于容器不需要 进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销 ,Docker 对系统资源的利用率更高。无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度,都要比传统虚拟机技术更高效。因此,相比虚拟机技术,一个相同配置的主机,往往可以运行更多数量的应用。

2)更快速的启动时间

​ 传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟,而 Docker 容器应用,由于直接运行于宿主内核,无需启动完整的操作系统 ,因此可以做到秒级 、甚至毫秒级的启动时间。大大的节约了开发、测试、部署的时间。

3)一致的运行环境

​ 开发过程中一个常见的问题是环境一致性问题。由于开发环境、测试环境、生产环境不一致,导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。而 Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境,确保了应用运行环境一致性,从而不会再出现 「这段代码在我机器上没问题啊」 这类问题。

4)持续交付和部署

​ 对开发和运维(DevOps)人员来说,最希望的就是一次创建或配置,可以在任意地方正常运行。使用 Docker 可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。开发人员可以通过 Dockerfile 来进行镜像构建,并结合持续集成(Continuous Integration) 系统进行集成测试,而运维人员则可以直接在生产环境中快速部署该镜像,甚至结合持续部署(Continuous Delivery/Deployment) 系统进行自动部署。而且使用 Dockerfile 使镜像构建透明化,不仅仅开发团队可以理解应用运行环境,也方便运维团队理解应用运行所需条件,帮助更好的生产环境中部署该镜像。

5)更轻松的迁移

​ 由于 Docker 确保了执行环境的一致性,使得应用的迁移更加容易。Docker 可以在很多平台上运行,无论是物理机、虚拟机、公有云、私有云,甚至是笔记本,其运行结果是一致的。因此用户可以很轻易的将在一个平台上运行的应用,迁移到另一个平台上,而不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况。

6)更轻松的维护和扩展

​ Docker 使用的分层存储以及镜像的技术,使得应用重复部分的复用更为容易,也使得应用的维护更新更加简单,基于基础镜像进一步扩展镜像也变得非常简单。此外,Docker 团队同各个开源项目团队一起维护了一大批高质量的官方镜像,既可以直接在生产环境使用,又可以作为基础进一步定制,大大的降低了应用服务的镜像制作成本。


1.4 Docker 与 传统虚拟机的比较

本质差异:

  • 虚拟化:虚拟的是硬件
  • 容器化:隔离的是进程
特性 容器 虚拟机 物理机
启动速度 秒级 分钟级 小时级
磁盘使用 MB 级 GB 级 TB 级
性能 接近原生 较弱 原生
支持数量 上千 数十 单个
隔离性 安全隔离 安全隔离 安全隔离

二:核心概念

Docker 包括三个基本概念

  1. 镜像(Image)
  2. 容器(Container)
  3. 仓库(Repository)
    三者关系

仓库 → 存镜像

镜像 → 创建容器

容器 → 运行程序
仓库
↓pull
镜像
↓ docker run

容器

2.1 镜像(Image)

是什么:

  • 一个 只读的模板
  • 包含:
    • 应用程序
    • 运行环境
    • 依赖库
    • 配置文件

特点:

  • 不能直接运行
  • 可以被多个容器复用
  • 支持分层存储(layer)

2.2 容器(Container)

是什么:

  • 镜像运行后的实例
  • 本质是一个被隔离的进程

特点:

  • 可启动、停止、删除
  • 镜像自身是只读的,容器从镜像启动的时候,会在镜像之上多了一层 可写层
  • 容器之间相互隔离

2.3 仓库(Repository)

是什么:

  • 存放镜像的集中地
  • 用来上传(push)和下载(pull)镜像

分类:

  • 公共仓库
    • Docker Hub(官方)
    • 阿里云、腾讯云
  • 私有仓库
    • Harbor
    • 自建 registry

总结

通过本章学习,我们深入理解了Docker的本质与价值:

Docker是什么?

  • 一个容器化平台,基于Go语言开发

-利用Linux内核的cgroup、namespace等技术实现进程隔离

  • 比虚拟机更轻量、更快速

为什么要用Docker?

  • ✅ 高效利用资源 - 无需虚拟硬件,接近原生性能

  • ✅ 秒级启动 - 直接运行于宿主内核,告别分钟级等待

  • ✅ 环境一致性 - "在我机器上能运行"成为历史

  • ✅ 简化部署流程 - 一次构建,随处运行

Docker vs 传统虚拟机

维度 容器 虚拟机
本质 隔离进程 虚拟硬件
启动速度 秒级 分钟级
磁盘占用 MB级 GB级
性能 接近原生 有损耗
单机支持数量 上千个 数十个

三大核心概念

  • 镜像(Image):只读模板,包含应用+环境

  • 容器(Container):镜像的运行实例

  • 仓库(Repository):镜像的集中存储地

  • 关系链:仓库 ← 镜像 → 容器

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