Docker是一种开源的平台，用于开发、部署和运行应用程序。它通过“容器”技术实现了轻量级虚拟化，使应用程序和其依赖项能够一起打包、部署并运行。以下是Docker基本概念的详细解释。

图片来源网络

1. Docker 容器（Container）

容器是Docker的核心概念之一。容器是镜像的运行实例。容器包含应用程序及其运行所需的所有依赖（例如代码库、配置文件、系统库等），容器可以启动、开始、停止、移动和删除，并且每个容器都是相互隔离的。

容器特点：

• 轻量级：与传统的虚拟机相比，Docker容器不需要完整的操作系统来运行，依赖于宿主机的内核，因此启动和运行非常迅速。

• 隔离性：容器之间是相互独立的，每个容器都有独立的文件系统、网络栈和进程。 

常用命令：

# 列出所有运行中的容器
docker ps# 列出所有容器（包括已停止的）
docker ps -a# 启动一个新的容器
docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]# 停止容器
docker stop [CONTAINER_ID]

2. Docker 镜像（Image）

镜像是一个只读模板，其中包含了容器运行所需的文件系统和依赖环境。镜像可以看作是容器的蓝图或快照，是Docker创建容器的基础。

镜像特点：

• 分层结构：Docker镜像采用分层结构，通过Union File System将不同的层叠加在一起，节省了磁盘空间并提高了构建速度。

• 可重用性：同一个镜像可以被多个容器使用，Docker镜像可以通过Docker Hub等平台共享。

常用命令：

# 从Docker Hub上拉取镜像
docker pull [IMAGE_NAME]# 列出本地所有镜像
docker images# 删除本地镜像
docker rmi [IMAGE_ID]# 构建镜像
docker build -t [IMAGE_NAME] .

3. Dockerfile

Dockerfile是一个包含了一系列命令的文本文件，这些命令可以用于自动化地创建一个Docker镜像。通过编写Dockerfile，可以将环境配置、应用程序代码、依赖关系等打包成一个镜像，便于快速创建容器。

指令：常用的Dockerfile指令包括FROM（指定基础镜像）、RUN（执行命令）、COPY（复制文件）、CMD（指定容器启动命令）等。

自动化：使用Dockerfile，能够实现自动化的环境搭建和应用部署。

编写一个基础的Dockerfile文件

# 使用官方的Ubuntu镜像作为基础镜像
FROM ubuntu:latest# 更新包管理工具并安装Python
RUN apt-get update && apt-get install -y python3# 复制当前目录下的文件到容器内的 /app 目录
COPY . /app# 设置工作目录
WORKDIR /app# 运行Python程序
CMD ["python3", "app.py"]
构建镜像：

构建镜像

docker build -t my-python-app .

这里先了解一个基础的，后续文章会详细介绍Dockerfile的相关指令和操作

4. Docker 仓库（Registry）

仓库（Registry）是Docker镜像的存储和分发平台。Docker的官方仓库是Docker Hub，用户可以上传和下载镜像。

公开和私有：Docker Hub是公开仓库，可以免费使用。用户也可以创建自己的私有仓库，比如Harbor，用于内部镜像的存储。

镜像管理：可以通过仓库管理不同版本的镜像，便于部署和更新。

常用命令：

# 登录Docker仓库
docker login# 推送本地镜像到Docker Hub
docker push [USERNAME/IMAGE_NAME]# 从Docker Hub上拉取镜像
docker pull [IMAGE_NAME]

5. Docker 网络（Networking）

Docker提供了多种网络模式来管理容器之间的通信：

Bridge网络：默认网络模式，适用于独立运行的容器，通过创建的虚拟网桥进行通信。 

Host网络：容器直接使用宿主机的网络栈。适合网络性能要求高的应用。

Overlay网络：用于跨主机的容器通信，适合于Swarm或Kubernetes等集群环境。

自定义网络：可以通过docker network命令创建自定义网络，使得容器在同一个网络中能通过容器名称直接通信。 

常用命令：

# 列出所有网络
docker network ls# 创建自定义网络
docker network create [NETWORK_NAME]# 将容器连接到指定网络
docker network connect [NETWORK_NAME] [CONTAINER_ID]

6. Docker 存储（Volumes）

Volumes是Docker推荐的持久化数据存储方式，用于将数据保存到宿主机中，而不会随容器删除而丢失数据。

独立于容器：即使删除了容器，数据卷仍然存在，可以用于其他容器。

高性能：数据卷的访问速度更快，是Docker持久化数据的主要方式。

常用命令：

# 列出所有卷
docker volume ls# 创建一个新卷
docker volume create [VOLUME_NAME]# 以数据卷的方式挂载卷
docker run -v [VOLUME_NAME]:/app/data [IMAGE_NAME]

7. Docker Compose

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器应用的工具。可以通过一个docker-compose.yml文件定义一组关联的容器，然后用一个命令启动所有容器。适合开发和测试多容器应用程序，如微服务架构。

Docker Compose特点：

• 编排：Docker Compose可以编排多个容器的启动顺序、依赖关系和网络连接。

• 简化操作：将复杂的多容器启动流程简化为一条命令，方便本地开发和调试。

示例docker-compose.yml：

version: '3'
services:web:image: nginxports:- "80:80"db:image: mysqlenvironment:MYSQL_ROOT_PASSWORD: example

启动服务：

docker-compose up

8. Docker Swarm

Docker Swarm是Docker提供的容器集群管理工具，使得多个Docker主机能够作为一个集群来管理和调度容器。Swarm支持多节点集群、服务自动扩展和负载均衡等功能。

集群管理：能够将多台主机加入到一个Swarm集群中进行管理。服务编排：Swarm会自动处理容器的负载均衡，并在节点故障时自动调度新容器。 

常用命令：

# 初始化Swarm
docker swarm init# 加入Swarm
docker swarm join --token [TOKEN] [MANAGER_IP:PORT]# 部署服务
docker service create --name web --replicas 3 -p 80:80 nginx

Docker Swarm在实际生产环境很少使用，目前基本都是Kubernetes来进行编排容器。

总结

Docker的基本概念包括容器、镜像、Dockerfile、仓库、网络、存储、Docker Compose、Docker Swarm等。这些概念相互协作，使Docker成为应用部署的高效工具。理解这些基础概念并掌握常用命令，可以帮助我们高效地管理应用，并显著简化开发和运维的工作流程。