Docker是一個(gè)用于開發(fā)、發(fā)布和運(yùn)行應(yīng)用程序的開源應(yīng)用程序容器引擎。它可以幫助開發(fā)者在不同的環(huán)境下快速、簡(jiǎn)單、可移植地開發(fā)應(yīng)用程序。Docker最初由Docker公司開發(fā)，于2013年發(fā)布。Docker是基于流程容器的輕量級(jí)虛擬容器解決方案，構(gòu)建于LXC(Linux容器)之上。Docker使開發(fā)人員能夠?qū)⑺麄兊膽?yīng)用程序和依賴包打包到一個(gè)可移植的容器中，然后發(fā)布到任何流行的Linux或Windows機(jī)器上。與傳統(tǒng)虛擬機(jī)相比，Docker具有重量輕、性能高、啟動(dòng)速度快、資源占用少、可移植性好等優(yōu)點(diǎn)。

起源階段

(2008-2013年)

2008年，所羅門·?？怂?Solomon Hykes)、卡邁勒·富納迪(Kamel Founadi)和塞巴斯蒂安·帕爾(Sebastien Pahl)在巴黎創(chuàng)立了一家名為DotCloud的初創(chuàng)公司，旨在為軟件開發(fā)者提供云托管服務(wù)。在接下來(lái)的幾年里，Hykes領(lǐng)導(dǎo)了基于容器的工具的開發(fā)，以幫助DotCloud加速和擴(kuò)展其運(yùn)營(yíng)。

2013年，Hykes推出了工具Docker，并將其作為開源軟件發(fā)布，供任何人下載、使用和修改。

2014年，Docker公司發(fā)布了Docker 1.0版本，引入了映像和容器的概念，并提供了一整套命令行工具和API。同年3月，亞馬遜宣布在其彈性豆莖產(chǎn)品中加入Docker支持。同年6月，Google開放了一個(gè)容器節(jié)點(diǎn)管理器，根據(jù)YAML列表管理一組Docker容器。同年8月，Red Hat發(fā)布了運(yùn)行Docker容器的原型系統(tǒng)Project Atomic。

發(fā)展階段

(2014-2016年)

2015年，Docker推出了Docker Compose和Docker Swarm。Docker Compose用于定義和管理多容器應(yīng)用程序，而Docker Swarm是Docker的集群管理和編排工具。同年，Docker宣布成立一個(gè)新的非營(yíng)利組織——Docker開放容器倡議(OCI ),以促進(jìn)Docker的開放標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性。OCI不僅包括Docker，還包括紅帽、谷歌、IBM等眾多知名公司。

2016年，Docker推出了Docker for Mac和Docker for Windows，為開發(fā)者提供了在本地環(huán)境下運(yùn)行和測(cè)試Docker容器的工具。同年9月，微軟在亞特蘭大舉行的Ignite大會(huì)上宣布全面推出Windows Server 2016。Windows 2016推出了容器功能，Windows Server 2016上的容器由Docker支持。

商業(yè)化階段

(2017年至今)

2017年，Docker公司推出Docker企業(yè)版(Docker EE)，為企業(yè)用戶提供更加穩(wěn)定可靠的容器服務(wù)。同年10月，在DockerCon EU 2017上，Docker宣布Docker引擎工具將支持Kubernetes。

2020年，Docker發(fā)布了Docker CLI的改進(jìn)版本，引入了實(shí)驗(yàn)功能和命令，并提供了更強(qiáng)大、更靈活的命令行界面。

2021年，Docker公司公布了新的產(chǎn)品訂閱策略，將產(chǎn)品訂閱分為四個(gè)等級(jí)，分別是個(gè)人免費(fèi)、專業(yè)付費(fèi)版、團(tuán)隊(duì)付費(fèi)版和商務(wù)付費(fèi)版。對(duì)于員工超過(guò)250人或年收入超過(guò)1000萬(wàn)美元的公司，必須使用付費(fèi)訂閱模式。

Docker采用客戶端-服務(wù)器架構(gòu)，Docker客戶端與Docker守護(hù)進(jìn)程通信，完成Docker的功能?？蛻舳擞脕?lái)發(fā)送操作指令，守護(hù)進(jìn)程負(fù)責(zé)構(gòu)建、運(yùn)行和分發(fā)Docker容器。Docker客戶端和守護(hù)進(jìn)程可以運(yùn)行在同一個(gè)系統(tǒng)上，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程Docker守護(hù)進(jìn)程?？蛻舳撕褪刈o(hù)進(jìn)程使用REST API通過(guò)UNIX套接字或網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行通信。此外，Docker還提供了Docker Compose作為另一個(gè)客戶端工具，可以處理由一組容器組成的應(yīng)用。

Docker守護(hù)進(jìn)程(docker守護(hù)進(jìn)程)：Docker daemon，又稱Docker引擎，是運(yùn)行在主機(jī)上的后臺(tái)服務(wù)。它負(fù)責(zé)管理Docker對(duì)象(圖像、容器、網(wǎng)絡(luò)等。)，接收Docker客戶端的命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。Docker守護(hù)進(jìn)程中還有一些重要的組件，比如Docker鏡像、Docker容器、Docker注冊(cè)表和數(shù)據(jù)量。

Docker圖像(docker圖像)：Docker image是一種輕量級(jí)和可移植的打包格式，它包含運(yùn)行應(yīng)用程序所需的所有文件和配置。Docker映像可以由Dockerfile定義，也可以從Docker Hub等映像庫(kù)獲得。

Docker

Docker容器：Docker容器是一個(gè)由Docker鏡像啟動(dòng)的運(yùn)行實(shí)例，它包含了應(yīng)用程序和運(yùn)行時(shí)所需的所有依賴關(guān)系。Docker容器是輕量級(jí)的，可以隨時(shí)啟動(dòng)和停止，也有很好的隔離性和可移植性。

Docker registry：Docker registry是一個(gè)存儲(chǔ)Docker圖像的存儲(chǔ)庫(kù)。默認(rèn)情況下，Docker官方提供了一個(gè)公共注冊(cè)表(Docker Hub)，開發(fā)者可以從中獲取常用圖片。此外，您還可以建立一個(gè)私人Docker注冊(cè)表來(lái)存儲(chǔ)和共享您自己的圖像。

Volume：數(shù)據(jù)量是一種解決容器中持久數(shù)據(jù)問(wèn)題的機(jī)制。在容器中，當(dāng)容器被刪除時(shí)，容器內(nèi)部生成的需要持久化的數(shù)據(jù)也會(huì)被刪除，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以使用數(shù)據(jù)卷將數(shù)據(jù)持久化到主機(jī)，實(shí)現(xiàn)容器和主機(jī)之間的數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)卷允許將主機(jī)上的目錄或文件與容器中的目錄進(jìn)行映射。當(dāng)容器中的應(yīng)用程序從容器中的目錄讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，相應(yīng)的操作會(huì)同步到主機(jī)上的目錄，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化。例如，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)容器，數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在主機(jī)上的實(shí)際磁盤中，以確保數(shù)據(jù)的持久性。

Docker客戶端：Docker客戶端是與Docker引擎交互的工具，它通過(guò)Docker API與Docker引擎進(jìn)行通信。Docker客戶端可以運(yùn)行在本地或遠(yuǎn)程主機(jī)上，可以通過(guò)命令行界面或Docker API操作Docker引擎。Docker客戶端可以與多個(gè)Docker引擎通信。

Linux下的核心實(shí)現(xiàn)原理

Docker使用Linux內(nèi)核名稱空間、控件組和層能力來(lái)實(shí)現(xiàn)容器技術(shù)。名稱空間允許Docker隔離每個(gè)容器的進(jìn)程ID和網(wǎng)絡(luò)等資源?？刂平M允許Docker限制容器的CPU和內(nèi)存等計(jì)算資源。layer函數(shù)允許Docker在容器中構(gòu)建一個(gè)輕量級(jí)的鏡像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個(gè)層組成。容器運(yùn)行時(shí)環(huán)境負(fù)責(zé)管理每個(gè)容器的生命周期，可以根據(jù)鏡像系統(tǒng)創(chuàng)建和啟動(dòng)容器，停止和刪除容器。

Windows下的核心實(shí)現(xiàn)原理

在Windows下，Docker使用Hyper-V虛擬化技術(shù)作為容器運(yùn)行時(shí)的后端，結(jié)合Windows容器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)容器隔離和高效運(yùn)行。同時(shí)，引入計(jì)算服務(wù)提供的容器管理功能來(lái)管理容器。Hyper-V虛擬化技術(shù)在Windows中發(fā)揮著重要作用。它允許在主機(jī)上創(chuàng)建和管理虛擬機(jī)，每個(gè)虛擬機(jī)可以運(yùn)行獨(dú)立的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。在Windows下，Docker使用Hyper-V作為容器運(yùn)行時(shí)的后端。這意味著Docker容器實(shí)際上運(yùn)行在Hyper-V虛擬機(jī)中，每個(gè)容器在自己的虛擬機(jī)中都有獨(dú)立的操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)隔離和安全。

Windows引入了Windows Server Container技術(shù)，這是一種輕量級(jí)的虛擬化形式。Windows容器允許多個(gè)容器共享同一個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)核，但是在用戶空間中提供隔離。這種輕量級(jí)虛擬化技術(shù)使得容器的啟動(dòng)和操作更加高效和快速。Windows容器可以提供與主機(jī)相同的API和文件系統(tǒng)視圖，這樣容器化的應(yīng)用程序就可以在Windows環(huán)境中無(wú)縫運(yùn)行。

計(jì)算服務(wù)是Windows提供的一個(gè)組件，用于管理容器的生命周期。它抽象了Windows操作系統(tǒng)提供的底層功能，如名稱空間、控件組和容器運(yùn)行時(shí)。計(jì)算服務(wù)為管理操作(如創(chuàng)建、啟動(dòng)、停止和刪除容器)提供了一個(gè)通用界面。它與Docker引擎和其他容器管理組件通信，以提供容器管理功能。

Docker是一個(gè)強(qiáng)大的容器化平臺(tái)，它不僅是一種容器技術(shù)，還是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，包括許多相關(guān)的工具和服務(wù)，使Docker容器更容易使用和擴(kuò)展。以下是Docker生態(tài)系統(tǒng)的一些主要組件和工具。

Docker Hub：Docker Hub是Docker的官方圖片倉(cāng)庫(kù)，也是全球最大的容器圖片庫(kù)，開發(fā)者可以從中獲取所需圖片。Docker Hub還提供自動(dòng)建造服務(wù)和私有倉(cāng)庫(kù)等功能。

Docker撰寫：Docker Compose是一個(gè)部署工具，可以通過(guò)一個(gè)配置文件定義和運(yùn)行多個(gè)Docker容器。使用Docker Compose，您可以快速構(gòu)建和啟動(dòng)復(fù)雜的多容器應(yīng)用程序，如Web應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序。

Docker Swarm：Docker Swarm是Docker官方的集群管理工具，可以集群多個(gè)Docker主機(jī)，實(shí)現(xiàn)容器的高可用性和負(fù)載均衡。Docker Swarm還提供內(nèi)置的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和容器編排功能，可以輕松管理和擴(kuò)展容器應(yīng)用。

Docker Machine：Docker Machine是一款管理工具，通過(guò)它你可以在本地或云平臺(tái)上快速創(chuàng)建和管理Docker主機(jī)。使用Docker Machine可以簡(jiǎn)化部署和管理Docker容器集群的過(guò)程，在開發(fā)和測(cè)試環(huán)境中使用Docker也很方便。

優(yōu)勢(shì)

簡(jiǎn)化開發(fā)生命周期：快速一致地交付應(yīng)用程序:使用Docker容器，開發(fā)人員可以在標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)境中工作并快速交付應(yīng)用程序。容器提供了一個(gè)隔離的運(yùn)行環(huán)境，以確保應(yīng)用程序在不同的開發(fā)環(huán)境中具有一致的行為。這簡(jiǎn)化了開發(fā)過(guò)程，并使持續(xù)集成和持續(xù)交付(CI/CD)工作流更加順暢。

簡(jiǎn)化開發(fā)和測(cè)試過(guò)程:開發(fā)人員可以在本地編寫代碼，并使用Docker容器與團(tuán)隊(duì)成員共享他們的工作。使用Docker，他們可以輕松地將應(yīng)用程序推入測(cè)試環(huán)境，進(jìn)行自動(dòng)化和手動(dòng)測(cè)試。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，開發(fā)人員可以在開發(fā)環(huán)境中修復(fù)bug，并將其重新部署到測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證。

簡(jiǎn)化生產(chǎn)環(huán)境的部署:一旦測(cè)試完成并通過(guò)驗(yàn)證，使用Docker將更新后的映像推送到生產(chǎn)環(huán)境就非常簡(jiǎn)單了。這使得修復(fù)問(wèn)題和部署更新變得快速可靠，并減少了生產(chǎn)環(huán)境中的停機(jī)時(shí)間。

快速部署和擴(kuò)展：Docker基于容器的平臺(tái)具有很高的可移植性，可以運(yùn)行在各種環(huán)境中，比如開發(fā)者的本地機(jī)器、數(shù)據(jù)中心和云服務(wù)提供商。這使得動(dòng)態(tài)管理工作負(fù)載變得非常容易，并且可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求實(shí)時(shí)擴(kuò)展或拆除應(yīng)用和服務(wù)。

在相同硬件上運(yùn)行更多工作負(fù)載：Docker的輕量級(jí)和高效率使得在相同的硬件上運(yùn)行更多的工作負(fù)載成為可能。與傳統(tǒng)的基于虛擬機(jī)管理程序的虛擬機(jī)相比，Docker提供了更加經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，可以在相同的服務(wù)器容量下實(shí)現(xiàn)更多的業(yè)務(wù)目標(biāo)，適用于高密度環(huán)境和中小型部署。

劣勢(shì)

安全問(wèn)題：集裝箱技術(shù)在集裝箱安全方面存在一些重要問(wèn)題。集裝箱安全首次被列入Gartner十大安全項(xiàng)目，進(jìn)一步證實(shí)了其在安全研究和應(yīng)用中的普遍性。特別是隨著微服務(wù)架構(gòu)和DevOps開發(fā)模式的流行，越來(lái)越多的開發(fā)者采用了容器技術(shù)。然而，作為一場(chǎng)新的技術(shù)革命，容器技術(shù)不僅面臨著傳統(tǒng)的主機(jī)安全問(wèn)題，也帶來(lái)了新的安全威脅。Docker的安全問(wèn)題主要在以下幾個(gè)方面。

逃避安全風(fēng)險(xiǎn)：Docker容器的逃逸安全風(fēng)險(xiǎn)包括配置危險(xiǎn)、隔離不完善和內(nèi)核漏洞。危險(xiǎn)的配置可能讓攻擊者逃脫，不完善的隔離可能導(dǎo)致關(guān)鍵信息的泄露，內(nèi)核漏洞可能讓攻擊者從容器中逃脫并訪問(wèn)主機(jī)。

鏡像安全風(fēng)險(xiǎn)：鏡像是Docker容器的靜態(tài)表示，其安全性影響容器的運(yùn)行時(shí)安全性。鏡像腳本的安全威脅可能導(dǎo)致容器中的漏洞或惡意利用，而鏡像漏洞的安全威脅涉及鏡像中軟件的CVE漏洞和惡意上傳的鏡像。

網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)：Docker容器網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)采用網(wǎng)橋連接，但是容器之間的通信是不過(guò)濾的，容易受到ARP欺騙和MAC flooding攻擊。惡意使用容器中的內(nèi)核資源也可能影響其他容器的正常運(yùn)行。

Docker可以用來(lái)構(gòu)建和管理開發(fā)環(huán)境，保證開發(fā)環(huán)境的一致性和可移植性。開發(fā)人員可以使用Docker容器在他們的本地環(huán)境中運(yùn)行應(yīng)用程序，而不會(huì)影響其他應(yīng)用程序或主機(jī)。

Docker可以用來(lái)構(gòu)建和管理測(cè)試環(huán)境，保證測(cè)試環(huán)境的一致性和可移植性。測(cè)試人員可以使用Docker容器在不同的環(huán)境中測(cè)試應(yīng)用程序，無(wú)需任何修改。

Docker可用于支持持續(xù)集成和持續(xù)部署流程。開發(fā)人員可以使用Docker容器來(lái)構(gòu)建和打包應(yīng)用程序，而DevOps團(tuán)隊(duì)可以使用Docker容器將應(yīng)用程序部署到各種環(huán)境中。

Docker可以用來(lái)支持微服務(wù)架構(gòu)，應(yīng)用被分成幾個(gè)小服務(wù)，每個(gè)小服務(wù)運(yùn)行在一個(gè)獨(dú)立的Docker容器中。這可以使應(yīng)用程序更容易管理和擴(kuò)展，還可以提高可用性和可靠性。

Docker可以用來(lái)支持多租戶應(yīng)用，每個(gè)租戶可以運(yùn)行在一個(gè)單獨(dú)的Docker容器中。這可以使應(yīng)用程序更容易管理和隔離，還可以提高安全性和可靠性。

AWS Amazon ECR和Amazon ECR Public:AWS客戶可以使用高可用性和高性能的容器組件注冊(cè)中心來(lái)處理他們的容器應(yīng)用程序。通過(guò)使用Docker官方映像和Amazon ECR Public，AWS客戶可以獲得高可用性和快速下載的優(yōu)勢(shì)。

Datadog:不止Datadog:Datadog的應(yīng)用程序運(yùn)行在容器化的基礎(chǔ)設(shè)施上，Docker Hub是容器鏡像的主要來(lái)源。Datadog是公認(rèn)的Docker認(rèn)證發(fā)行商，它提供安全可靠的容器映像，用于監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序的性能。

VMware:VMware加入了Docker Verified Publisher計(jì)劃，使開發(fā)人員能夠通過(guò)容器訪問(wèn)VMware提供的工件，并安全地采用他們的開源技術(shù)。特別是，VMware Tanzu的客戶可以從更廣泛的輔助服務(wù)中受益，快速啟動(dòng)應(yīng)用程序。