Docker新手入門 Part 1 (介紹)

Dec 21, 2020

最近開始研究 kubernetes (k8s)，由於會使用到許多Docker相關技術，因此在這邊整理一篇，分享給各位。

Docker 介紹

Docker技術絕對是近幾年內非常火紅的技術，如果你還不了解Docker那你就落伍了，馬上就會各位介紹Docker為什麼會如此熱門的原因。

以前假設在公司內，如果要將一套軟體部署上線，都必須在一台一台電腦內安裝該軟體所需的環境與環境參數等。假設在A電腦內順利安裝軟體後，且軟體能正常執行；但在B電腦內採用跟A完全一模一樣的安方式，但卻怎麼都無法正常運行程式，到底為什麼呢?由於每一台電腦的內的硬體規格、軟體設定、環境參數可能都有所不同，雖然採用一樣的SOP安裝流程，但那隻程式也須就是剛好能在A的環境下執行B則不行，就是有可能會遇到無法解決的問題產生。

如果你是工程師，就可能在心中默默自言自語說，如果我們能將A的環境直接拷貝出來貼到B的電腦多好呀！但別說，這剛好就是Docker的強項所在了，Docker可以讓各個應用程式獨立在一個單獨的環境運行，並且可以將(1)環境快速打包、(2)交付給其他人使用、(3)執行快速部屬、(4)執行測試 (5) 部屬成本低、(6)管理成本更低，以上就是Docker的特點，也是虛擬化技術的強項之一。那你一定會問說這不就跟虛擬機器（Virtual machine）功能很類似嗎?看完下述介紹，你就會知道Docker與Virtual machin差異，並了解Docker強大之處。

Virtual machine(虛擬機器 VM) vs Docker Container

Dokcer 與 Virtual machine都是屬於虛擬化技術的一種，但Virtual machine是屬於在系統層級的虛擬化技術。而Dokcer是一種則是在作業系統層級的虛擬化技術，稱之為容器（Container）。

**Virtual machine VS Docker Containers**

總結：Virtual machine打包整個作業系統，Container打包應用程式。

以下詳細介紹 Virtual machine(虛擬機器 VM) 與 Docker Container的差異，並整理出其優缺點。

● Virtual machine(虛擬機器 VM)

主要希望建立一個應用程式所需要的環境，並將此環境打包後，移動到不同硬體環境時，也能以相同環境來啟動。
重點：Virtual machine是以作業系統為中心的虛擬化技術。

Virtual machine是一種基於硬體上的虛擬化技術，可以在電腦的Host OS上，再建立一套完整的Guest OS。換句話說，就是可以在電腦內在建立多部電腦的意思。Virtual machine可以依據你所需的環境，建立不同的作業系統與環境，以便用來進行其他作業系統測試存取感染病毒的資料、建立作業系統備份，以及在作業系統上執行原本未打算執行的軟體或應用程式。

● Docker

Dokcer 主要是希望透過容器化(Container)的方式，將應用程式(APP)包在Container內，並可以快速部屬到其他硬體上的方時運行。
重點：Docker是以應用程式為中心的虛擬化技術。

Docker 的Container是基於作業系統層上進行虛擬化，比VM在建置環境時，還必須同時安裝作業系統的時間與空間成本上達到大幅降低的目的。

Container透過Container Manager 來管理APP所需的程式碼、函式庫、環境設定等打包後，會建立一套資源控管機制來管理與隔離Container，最後來分配Host OS上面的資源。

由於不需要安裝Guest OS，因此我們在建立Container時，能大幅漸少硬碟使用空間，且由於Container不包含Guest OS，因此在啟動Container時，能夠更快速啟動應用程式。

Host OS與Guest OS名詞解釋：簡單來說，Host OS是主人系統；Guest OS是客人系統。假設我要在我的電腦上安裝Windows10系統，該Windows10系統就是指Host OS(主人)，而我又想在Windows10上安裝Virtual machine，然後在Virtual machine內安裝Ubuntu，該Ubuntu就是指GuestOS(客人)

Docker 三大組成元素

● 映像檔 (Image)

Docker Image 是一個唯讀的環境，Image裡面除了包含環境外，也包含了所有程式(包括應用程式、相關函式庫、設定檔)，用來建立Docker容器。舉例來說，一個網頁的執行環境映像檔內會有Ubuntu OS、Apache網站伺服器、MySQL資料庫等等設定，都會一併函在Docker Image內。此環境就像一個光碟片一樣，可以隨時帶走，當需要部署時，只需要放入光碟片，將環境打開後，該程式即可順利運行。

● 容器 (Container)

Docker Container 是由Docker Image建立的一個容器。而容器則是是映像檔的可寫層。容器是一個簡易版的 Linux 環境應用程式並可在其中運行程式。一個映像檔可以建立多個容器，每個容器都是相互隔離的。

● 倉庫 (Repository)

目前最大的的Docker Repository為：Docker Hub。Docker Hub就像我們熟悉的GitHub一樣，是一個線上伺服器，只是GitHub儲存的是許多的程式碼。但Docker Hub則儲存大量Docker Image。每個人都可以上傳自己的專案，也可以下載別人的專案，有時也可以在某些開源專案，提問或提交自己的程式碼。同時，Docker Hub也提供私有與公開的專案類型，如果專案不想被公開，則需要申請付費帳號。

總結

此章節為各位介紹Docker基本知識後，下一章節會為各位進入Docker安裝與實際操作。