Docker - 容器与主机

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Docker 容器是轻量级、可移植、自包含的单元，包含软件及其运行所需的一切：代码、运行时库和设置。它们在不同的环境中始终如一地工作；因此，可以保证软件在非生产环境和生产环境中都能以相同的方式工作。

另一方面，Docker 主机是安装并运行 Docker Engine 的机器。这些可能是物理服务器、虚拟机，甚至基于云的实例。

在本章中，让我们详细了解 Docker 容器与 Docker 主机之间的区别。

什么是 Docker 容器？

Docker 容器是轻量级、可移植的软件打包单元，不仅包含应用程序代码，还包含运行时和库以及在任何地方运行和执行相同的其他设置。它们作为任何主机操作系统上的独立进程运行。每个容器都必须共享操作系统内核，但与其他容器具有不同的环境。

这允许有效地利用资源。由于这种隔离，不同版本的软件及其依赖项不会相互干扰；因此，容器非常适合开发、测试和部署。Docker 容器支持轻松集成和持续部署，这有助于快速可靠地交付应用程序。

什么是 Docker 主机？

Docker 主机是安装 Docker Engine 的物理机或虚拟机；它创建了一个运行 Docker 容器的环境。它提供对 CPU、内存、存储和网络的访问，容器利用这些资源并作为独立进程运行，以允许它们共享主机的相同操作系统内核。

它隔离容器并管理资源，从而有效且安全地支持多个容器的运行。Docker 主机帮助组织灵活且可控地在各种环境中管理、扩展和部署容器化应用程序。

Docker 容器和主机的区别

Docker 为在容器内开发、交付和运行应用程序提供了一个强大的平台。尽管 Docker 容器和 Docker 主机是生态系统中的两个重要元素，但它们的角色却大不相同。

下表重点介绍了 Docker 容器和 Docker 主机之间的主要区别：

Docker 容器和主机如何相互交互？

Docker 容器和主机之间的交互是一个多维活动，Docker Engine 通过它来协调创建、管理和运行容器化应用程序。现在，让我们深入了解此概念的细节。

镜像管理

拉取镜像 − 当用户请求从本地不可用的镜像运行容器时，Docker Engine 会与容器注册表（如 Docker Hub）通信以下载该镜像。镜像充当容器的蓝图。

镜像存储 − 然后在主机的文件系统上进行下载镜像的结构化存储，允许 Docker Engine 有效地获取和进一步利用它们。

构建镜像（可选） − 如果要创建自定义镜像，则需要编写一个 Dockerfile 来描述如何构建镜像。此文件将由 Docker Engine 处理，执行每个指令将逐层创建一个镜像。

容器隔离和创建

命名空间隔离 − Docker 引擎使用内核命名空间为每个容器提供隔离的操作系统视图。这意味着每个容器都有不同的进程 ID、网络接口、挂载点等；因此，一个容器不会干扰另一个容器或主机。

控制组 (cgroups) − cgroups 用于限制和管理容器可以使用多少资源，从而确保容器之间的资源公平性，并避免一个容器消耗所有资源的问题。

联合挂载文件系统 − Docker 本身使用联合挂载文件系统，从而提供了一种处理容器中层的有效解决方案。这允许多个容器共享公共镜像层，同时保持其可写层以实现数据持久性。

网络

桥接网络 − 默认情况下，Docker Engine 在主机上建立一个虚拟桥接网络 - 例如 docker0，并将容器添加到此桥接网络，以便它们相互通信并在外部通信。

端口映射 − 您还可以公开容器上的端口并将其映射到主机上的端口。这样，该容器内的服务就可以从主机的网络或互联网访问。

自定义网络 − Docker 支持桥接、覆盖网络和 macvlan 等网络驱动程序来创建具有特定隔离需求的自定义拓扑。

存储

卷 − 卷是独立于容器的持久性存储。它们允许在容器之间共享数据，并在容器停止或删除后仍然存在。

绑定挂载 − 这是一种可以在主机和容器之间共享文件和目录的方式。它提供了很高的存储灵活性，但会失去隔离性。

运行时管理

运行/停止容器 − Docker Engine 运行容器生命周期的所有各个阶段，例如启动、停止、重新启动和暂停，具体取决于需要。您可以监视容器的资源使用情况（例如 CPU 和内存），查看日志以进行调试，并以其他方式了解应用程序的行为。

安全 − Docker 引擎实施安全措施以隔离容器，从而限制它们对主机资源的访问。还有许多标志和选项可用于管理功能和容器的安全配置文件。

与 Docker 容器和主机交互的命令

在这里，我们将重点介绍一些可用于与 Docker 容器和主机交互的命令：

Docker Run

“docker run”命令从指定的镜像启动一个新容器。您可以使用多个选项自定义容器的行为：

• -d (分离) − 在后台运行容器。
• -p (发布) − 映射容器和主机之间的端口。
• -v (卷) − 挂载用于数据持久性的卷。
• --name − 为容器分配自定义名称。

示例

$ docker run -d -p 80:80 nginx  

它启动一个分离的 Nginx Web 服务器容器，并公开端口 80。

docker ps

“docker ps”命令列出主机上所有正在运行的容器。您可以使用它来监视容器的状态并获取有价值的信息，例如它们的名称、ID 或公开的端口。

示例

$ docker ps -a  

它列出所有容器（正在运行和已停止）。

docker exec

“docker exec”命令允许您在正在运行的容器内执行命令。这就像 SSH 到远程机器一样。

示例

$ docker exec -it my-container bash 

它在名为“my-container”的容器内启动一个交互式 Bash shell。

如何从主机访问 Docker 容器内运行的服务？

公开 Docker 容器内服务的最常见方法是将容器的端口映射到主机端口。您可以在运行容器时使用 -p 或 --publish 选项。

例如，docker run -p 8080:80 my-web-server 会将容器内端口 80 上运行的 Web 服务器暴露到本地端口 8080 上。此外，当您的主机运行 Docker Desktop 时，您可以使用特定的 DNS 名称“host.docker.internal”从容器内部访问主机上的服务。

结论

在本章中，我们讨论了 Docker 容器和主机的来龙去脉。我们了解了它们的本质、它们之间如何交互、它们之间的根本区别，以及可用于与 Docker 容器和主机交互的各种命令。