容器生态系统 - 每天5分钟玩转容器技术(2)

对于像容器这类平台级别的技术,通常涉及的知识范围会很广,相关的软件,解决方案也会很多,初学者往往容易迷失。

那怎么办呢?

我们可以从生活经验中寻找答案。
当我们去陌生城市旅游想了解一下这个城市一般我们会怎么做?

我想大部分人应该会打开手机看一下这个城市的地图:

  1. 城市大概的位置和地理形状是什么?
  2. 都由哪几个区或县组成?
  3. 主要的交通干道是哪几条?

同样的道理,学习容器技术我们可以先从天上鸟瞰一下:

  1. 容器生态系统包含哪些不同层次的技术?
  2. 不同技术之间是什么关系?
  3. 哪些是核心技术哪些是辅助技术?

首先得对容器技术有个整体认识,之后我们的学习才能够有的放矢,才能够分清轻重缓急,做到心中有数,这样就不容易迷失了。

接下来我会根据自己的经验帮大家规划一条学习路线,一起探索容器生态系统。

学习新技术得到及时反馈是非常重要的,所以我们马上会搭建实验环境,并运行第一个容器,感受什么是容器。

千里之行始于足下,让我们从了解生态系统开始吧。

鸟瞰容器生态系统

一谈到容器,大家都会想到 Docker。

Docker 现在几乎是容器的代名词。确实,是 Docker 将容器技术发扬光大。同时,大家也需要知道围绕 Docker 还有一个生态系统。Docker 是这个生态系统的基石,但完善的生态系统才是保障 Docker 以及容器技术能够真正健康发展的决定因素。

大致来看,容器生态系统包含核心技术、平台技术和支持技术。

下面分别介绍。

容器核心技术

容器核心技术是指能够让 container 在 host 上运行起来的那些技术。

这些技术包括容器规范、容器 runtime、容器管理工具、容器定义工具、Registry 以及 容器 OS,下面分别介绍。

容器规范

容器不光是 Docker,还有其他容器,比如 CoreOS 的 rkt。为了保证容器生态的健康发展,保证不同容器之间能够兼容,包含 Docker、CoreOS、Google在内的若干公司共同成立了一个叫 Open Container Initiative(OCI) 的组织,其目是制定开放的容器规范。

目前 OCI 发布了两个规范:runtime spec 和 image format spec。
有了这两个规范,不同组织和厂商开发的容器能够在不同的 runtime 上运行。这样就保证了容器的可移植性和互操作性。

容器 runtime

runtime 是容器真正运行的地方。runtime 需要跟操作系统 kernel 紧密协作,为容器提供运行环境。

如果大家用过 Java,可以这样来理解 runtime 与容器的关系:

Java 程序就好比是容器,JVM 则好比是 runtime。JVM 为 Java 程序提供运行环境。同样的道理,容器只有在 runtime 中才能运行。

lxc、runc 和 rkt 是目前主流的三种容器 runtime。

lxc 是 Linux 上老牌的容器 runtime。Docker 最初也是用 lxc 作为 runtime。

runc 是 Docker 自己开发的容器 runtime,符合 oci 规范,也是现在 Docker 的默认 runtime。

rkt 是 CoreOS 开发的容器 runtime,符合 oci 规范,因而能够运行 Docker 的容器。

容器管理工具

光有 runtime 还不够,用户得有工具来管理容器啊。容器管理工具对内与 runtime 交互,对外为用户提供 interface,比如 CLI。这就好比除了 JVM,还得提供 java 命令让用户能够启停应用不是。

lxd 是 lxc 对应的管理工具。

runc 的管理工具是 docker engine。docker engine 包含后台 deamon 和 cli 两个部分。我们通常提到 Docker,一般就是指的 docker engine。

rkt 的管理工具是 rkt cli。

容器定义工具

容器定义工具允许用户定义容器的内容和属性,这样容器就能够被保存,共享和重建。

docker image 是 docker 容器的模板,runtime 依据 docker image 创建容器。

dockerfile 是包含若干命令的文本文件,可以通过这些命令创建出 docker image。

ACI (App Container Image) 与 docker image 类似,只不过它是由 CoreOS 开发的 rkt 容器的 image 格式。

Registry

容器是通过 image 创建的,需要有一个仓库来统一存放 image,这个仓库就叫做 Registry。

企业可以用 Docker Registry 构建私有的 Registry。

Docker Hub(https://hub.docker.com )是 Docker 为公众提供的托管 Registry,上面有很多现成的 image,为 Docker 用户提供了极大的便利。

Quay.io(https://quay.io/  )是另一个公共托管 Registry,提供与 Docker Hub 类似的服务。

容器 OS

由于有容器 runtime,几乎所有的 Linux、MAC OS 和 Windows 都可以运行容器。但这不并没有妨碍容器 OS 的问世。

容器 OS 是专门运行容器的操作系统。与常规 OS 相比,容器 OS 通常体积更小,启动更快。因为是为容器定制的 OS,通常它们运行容器的效率会更高。

目前已经存在不少容器 OS,CoreOS、atomic 和 ubuntu core 是其中的杰出代表。

下一节继续介绍容器平台技术和容器支持技术。

时间: 2024-10-23 07:11:59

容器生态系统 - 每天5分钟玩转容器技术(2)的相关文章

容器生态系统 - 每天5分钟玩转Docker容器技术(2)

对于像容器这类平台级别的技术,通常涉及的知识范围会很广,相关的软件,解决方案也会很多,初学者往往容易迷失. 那怎么办呢? 我们可以从生活经验中寻找答案. 当我们去陌生城市旅游想了解一下这个城市一般我们会怎么做? 我想大部分人应该会打开手机看一下这个城市的地图: 城市大概的位置和地理形状是什么? 都由哪几个区或县组成? 主要的交通干道是哪几条? 同样的道理,学习容器技术我们可以先从天上鸟瞰一下: 容器生态系统包含哪些不同层次的技术? 不同技术之间是什么关系? 哪些是核心技术哪些是辅助技术? 首先得

容器生态系统 (续) - 每天5分钟玩转容器技术(3)

容器生态系统包含核心技术.平台技术和支持技术三个方面.上一节我们讨论了核心技术,今天讨论另外两个部分. 容器平台技术 容器核心技术使得容器能够在单个 host 上运行.而容器平台技术能够让容器作为集群在分布式环境中运行. 容器平台技术包括容器编排引擎.容器管理平台和基于容器的 PaaS. 容器编排引擎 基于容器的应用一般会采用微服务架构.在这种架构下,应用被划分为不同的组件,并以服务的形式运行在各自的容器中,通过 API 对外提供服务.为了保证应用的高可用,每个组件都可能会运行多个相同的容器.这

镜像的分层结构 - 每天5分钟玩转容器技术(11)

Docker 支持通过扩展现有镜像,创建新的镜像. 实际上,Docker Hub 中 99% 的镜像都是通过在 base 镜像中安装和配置需要的软件构建出来的.比如我们现在构建一个新的镜像,Dockerfile 如下: ① 新镜像不再是从 scratch 开始,而是直接在 Debian base 镜像上构建.② 安装 emacs 编辑器.③ 安装 apache2.④ 容器启动时运行 bash. 构建过程如下图所示: 可以看到,新镜像是从 base 镜像一层一层叠加生成的.每安装一个软件,就在现有

外部世界如何访问容器? - 每天5分钟玩转 Docker 容器技术(37)

上节我们学习了容器如何访问外部网络,今天讨论另一个方向:外部网络如何访问到容器? 答案是:端口映射. docker 可将容器对外提供服务的端口映射到 host 的某个端口,外网通过该端口访问容器.容器启动时通过-p参数映射端口: 容器启动后,可通过 docker ps 或者 docker port 查看到 host 映射的端口.在上面的例子中,httpd 容器的 80 端口被映射到 host 32773 上,这样就可以通过 <host ip>:<32773> 访问容器的 web 服

容器 What, Why, How - 每天5分钟玩转容器技术(6)

学习任何东西都可以按照3W的框架进行,容器技术也是一样,先回答 What.Why 和 How 这三个问题.   What - 什么是容器? 容器是一种轻量级.可移植.自包含的软件打包技术,使应用程序可以在几乎任何地方以相同的方式运行.开发人员在自己笔记本上创建并测试好的容器,无需任何修改就能够在生产系统的虚拟机.物理服务器或公有云主机上运行. 容器与虚拟机 谈到容器,就不得不将它与虚拟机进行对比,因为两者都是为应用提供封装和隔离. 容器由两部分组成: 应用程序本身 依赖:比如应用程序需要的库或其

Docker 架构详解 - 每天5分钟玩转容器技术(7)

Docker 的核心组件包括: Docker 客户端 - Client Docker 服务器 - Docker daemon Docker 镜像 - Image Registry Docker 容器 - Container Docker 架构如下图所示: Docker 采用的是 Client/Server 架构.客户端向服务器发送请求,服务器负责构建.运行和分发容器.客户端和服务器可以运行在同一个 Host 上,客户端也可以通过 socket 或 REST API 与远程的服务器通信. Dock

Dockerfile 构建镜像 - 每天5分钟玩转容器技术(13)

Dockerfile 是一个文本文件,记录了镜像构建的所有步骤. 第一个 Dockerfile 用 Dockerfile 创建上节的 ubuntu-with-vi,其内容则为: 下面我们运行 docker build 命令构建镜像并详细分析每个细节. root@ubuntu:~# pwd         ①   /root   root@ubuntu:~# ls          ②    Dockerfile    root@ubuntu:~# docker build -t ubuntu-w

Docker 组件如何协作?- 每天5分钟玩转容器技术(8)

还记得我们运行的第一个容器吗?现在通过它来体会一下 Docker 各个组件是如何协作的. 容器启动过程如下: Docker 客户端执行 docker run 命令. Docker daemon 发现本地没有 httpd 镜像. daemon 从 Docker Hub 下载镜像. 下载完成,镜像 httpd 被保存到本地. Docker daemon 启动容器. docker images 可以查看到 httpd 已经下载到本地. docker ps 或者 docker container ls 

构建镜像 - 每天5分钟玩转容器技术(12)

对于 Docker 用户来说,最好的情况是不需要自己创建镜像.几乎所有常用的数据库.中间件.应用软件等都有现成的 Docker 官方镜像或其他人和组织创建的镜像,我们只需要稍作配置就可以直接使用. 使用现成镜像的好处除了省去自己做镜像的工作量外,更重要的是可以利用前人的经验.特别是使用那些官方镜像,因为 Docker 的工程师知道如何更好的在容器中运行软件. 当然,某些情况下我们也不得不自己构建镜像,比如: 找不到现成的镜像,比如自己开发的应用程序. 需要在镜像中加入特定的功能,比如官方镜像几乎