容器级虚拟化

1、容器的分类

lxc:linux container   
openvz
docker

2、虚拟化分类

硬件级虚拟化

kvm,xen:有独立的操作系统，完全隔离的。最底层是硬件，再上一层是内核，再上层是虚拟出来的独立的虚拟主机，是完全隔离的。

库级别虚拟化：wine

最底层是硬件，上一层是内核，再上一层是库。

应用级虚拟化

jvm,java的虚拟技术，只是提供程序的运行环境。

3、Docker介绍

3.1、Docker：设计所需要的3个核心技术

NameSpace:名称空间

	内核级别完成环境隔离，
	chroot机制，

	PID NameSpace:隔离PID号，都是独立的PID，linux2.6.24开始使用。
	Network NameSpace:linux 2.6.29开始引用。网络设备，网络栈，端口等网络资源隔离。
	User NameSpace:用户和用户组资源隔离，linux 3.8,docker依赖于linux内核的3.10
	IPC NameSpace:进程间通信技术名称空间。进程间通信隔离。信号量，消息队列和共享内存的隔离，linux 2.6.19
	UTS NameSpace:linux 2.6.19，主机名和域名的隔离。
	Mount NameSpace:已识别的挂载文件系统隔离。挂载点资源隔离机制。linux 2.4.19
	API：clone(),setns(),unshare(),主要调用接口。

CGroup

linxu Control Group,控制组，内核级功能，linux 2.6.24引用
	限制，控制与分离一个进程组群的资源。配比资源，一个进程使用了CPU和内存的一部分资源。
	资源：CPU，内存，IO

	功能：
		Resource limitation:资源限制，
		Priorltization: 优先级控制。
		Accounting:审计和统计，主要为计费。
		Control: 挂起进程，恢复进程。

	/sys/fs/cgroup:基于单根树状结构层级分配机制。
	lssubsys -m
	mount

CGroup子系统：subsystem

	blkio：设定块设备的IO限制；
	cpu: 设定cpu的限制。
	cupacct: 报告cgroup中使用的CPU资源。
	cpuset: 为cgroup中的进程分配cpu和内存资源。
	memory: 设定内存的使用限制。
	devices: 控制cgroup中的任务对设备的访问。
	freezer: 挂起或回复cgroup中的任务。
	net_cls: (classid)，使用等级级别标识符，来标记网络数据包，以实现基于tc完成对不同cgroup种产生的流量控制。
	perf_event: 性能控制相关的事件。使用后使cgroup中的任务可以进行统一的性能测试。
	hugetlb: 转换后援缓冲器，对HugeTLB 系统进行限制，大页（大内存页）系统（减少内存分配的次数），默认内存页是4K，可以使用大页改变为2M。

CGroup中的术语：

	task(任务)：进程或线程；一个任务，只能属于一个cgroup。可以迁移。
	cgroup: 一个控制组，一个独立的资源控制单位。可以包含一个或多个子系统。
	subsystem: 子系统，需要关联至cgroup上。
	hierarchy: 资源组的层级结构，树状结构。

AUFS: UnionFS(联合文件系统)，在ubuntu的内核中引入。

	UnionFS: 把不同的物理位置的目录合并到同一个目录中。实质：例如有1个目录test1另外有1个目录lufei1,其中test1和test2中有fstab的文件，lufei1 中有linux.txt文件，当使用UnionFS文件系统合并后，如果test1和test2在前边，则fstab文件是可读可写的，lufei1对这个文件只是可读，当lufei1在前边时，则linux.txt文件是可读可写的，fstab是可读的。

	Another UFS,Alternatlve UFS, Adanced UFS,日本人写的高级UnionFS版本，docker强依赖于AUFS。CentOS不支持这种机制，但支持UFS功能。

Device mapper: 为底层设备提供抽象功能。

	linux 2.6内核引入的最重要的技术之一，用于在内核中支持逻辑卷管理的通用设备映射技术，与AUFS原理相同。
		Mappend Device
		Mapping Table: 虚拟设备到物理设备之间的映射路径。
		Target Device

C/S:

	Docker Client:客户端发起docker相关请求。是用户使用docker的主要接口，docker client与docker daemon通信并将结构返回给用户。
	Docker Server:容器运行的节点。docker deamon：运行于宿主机上，是docker守护进程，用户可通过docker client与其交互。

image：

	镜像文件是只读的，用来创建container,一个镜像可以运行多个container;镜像文件可以通过dockerfile文件创建，也可以从docker hub/registry下载。

repository

	存放镜像文件。可以网络上的，也可以是本局域网的。
	公共创库：docker hub/registry
	私有创库：docker registry

docker container: docker的运行实例，容器是一个隔离环境。

另外两个重要组件：
	docker link:
	docker volume: 存储持久化文件。

解决方案：

	lxc：linux containers
	openvz:
	libcontainer:叫新系统版本（Cent OS 7)的docker使用的核心组件。

4、centos7安装docker

自动安装

		curl -fsSL https://get.docker.com | bash -s docker --mirror Aliyun    官网安装
		curl -sSL https://get.daocloud.io/docker | sh     国内 daocloud 一键安装命令

手动安装

卸载旧版本

	yum remove docker \
	  docker-client \
	  docker-client-latest \
	  docker-common \
	  docker-latest \
	  docker-latest-logrotate \
	  docker-logrotate \
	  docker-engine

使用 Docker 仓库进行安装

在新主机上首次安装 Docker Engine-Community 之前，需要设置 Docker 仓库。之后，您可以从仓库安装和更新 Docker
	
设置仓库

	安装所需的软件包。yum-utils 提供了 yum-config-manager ，并且 device mapper 存储驱动程序需要 device-mapper-persistent-data 和 lvm2。
	yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

使用以下命令来设置稳定的仓库
		yum-config-manager --add-repo  https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo    官方仓库，较慢
		yum-config-manager --add-repo  http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo   阿里仓库
		yum-config-manager --add-repo  https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo   清华大学仓库
	
安装 Docker Engine-Community
		yum -y install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
				
列出并排序您存储库中可用的版本。此示例按版本号（从高到低）对结果进行排序。
		yum list docker-ce --showduplicates | sort -r
			
启动：sudo systemctl start docker
	
Docker 镜像加速
	vim /etc/docker/daemon.json
		{"registry-mirrors":["https://reg-mirror.qiniu.com/"]}
		或者
		{
		  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"],
		  "hosts": [
			"tcp://0.0.0.0:2375",
			"unix:///var/run/docker.sock"
		  ]
		}

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

二进制安装：

wget https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-19.03.9.tgz
tar zxvf docker-19.03.9.tgz
mv docker/* /usr/bin

开机自启配置

cat > /usr/lib/systemd/system/docker.service << EOF    
[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target firewalld.service
Wants=network-online.target
[Service]
Type=notify
ExecStart=/usr/bin/dockerd
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TimeoutStartSec=0
Delegate=yes
KillMode=process
Restart=on-failure
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF


mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"],
  "hosts": [
	"tcp://0.0.0.0:2375",
	"unix:///var/run/docker.sock"
  ]
}
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl start docker
systemctl enable docker
systemctl status docker