【docker】6. 镜像仓库/镜像概念

Docker Registry（镜像仓库）

什么是 Docker Registry

镜像仓库 (Docker Registry) 负责存储、管理和分发镜像，并且提供了登录认证能力，建立了仓库的索引。
镜像仓库管理多个 Repository， Repository 通过命名来区分。每个 Repository 包含一个或多个镜像，镜像通过镜像名称和标签 (Tag)来区分。
整体视图如下：

• 镜像仓库(Registry):要从哪一个镜像仓库拉取镜像，通常通过 DNS 或 IP 地址来确定一个镜像仓库如 hub.docker.com;
一个 Registry 中可以存在多个Repository
Repository 可分为“顶层仓库”和“用户仓库”;·用户仓库名称格式为“用户名/仓库名”
每个仓库可以包含多个 Tag(标签)，每个标签对应一个镜像。
• Repository: ·由某特定的 docker 镜像的所有迭代版本组成的镜像仓库
• 镜像名称（name）+标签(tag):如 nginx:latest
• 认证能力：提供用户注册，登录、登出能力
• 索引：提供镜像的索引信息，方便检索
一个容器镜像包含了两个部分，一个是元数据，其实就是由 dockerfile 构建出来的描述文件，这个描述文件会说这个容器镜像有多少层，每一层里面有什么内容，它的checksum 这些信息都会记录下来，还有最终的可执行文件在哪就是在存储数据里面，就是在一个一个的 blob 里面，真正占有空间的就是这些 blob。

镜像仓库生活案例

大家可以类比超市，一个 Repository 就是一个货架，白象就是组织者，货架上放的产品打的不同标签就是对应的 tag

镜像仓库分类

按是否对外开放划分，也是研发人员常说的
（1）公有仓库：像阿里云、dockerhub 等放到公有网络上，不用登录就可以下载镜像，供大家访问使用
（2）私有仓库：不对外开放，往往位于私有网络，只有公司内部人员可以使用。
按供应商和面向群体划分
(1)sponsor（赞助） registry：第三方的 registry，供客户和 docker 社区版使用
(2)mirror(镜像） registry：第三方的 registry，只让客户使用，例如阿里云必须注册才能使用
(3)vendor(供应商) registry：由发布 docker 镜像的供应商提供的 registry，例如像Google 和 Redhat 提供了镜像仓库服务
(4)private registry：通过没有防火墙和额外的安全层的私有实体提供的 registry，仅供内部使用

镜像仓库工作机制

1. 镜像仓库使用流程
   • 通过 docker login 登录仓库
   • Docker pull 拉取需要的镜像
   • 通过 dockerfile 或者 commit 等方式制作完镜像通过 docker push 上传到仓库
2. 实际研发中镜像仓库如何使用
   Docker Registry 中的镜像通常由开发人员制作，而后推送至“公共”或“私有”Registry 上保存，供其他人员使用，例如“部署”到生产环境;
   
   名词解释
   开发环境：开发人员使用的一套环境
   测试环境：需求开发完成后，发布到供测试人员进行测试的环境
   预发布环境：版本测试完成后，发布到和生产类似的环境，提前模拟生产发布
   生产环境：真正面向客户的环境
3. 镜像仓库的拉取机制
   启动容器时，docker daemon 会试图从本地获取相关的镜像;本地镜像不存在时，其将从 Registry 中下载该镜像并保存到本地;

常用的镜像仓库

1. DockerHub
   • Docker Hub 是什么
   Docker Hub 是 Docker 提供的托管存储库服务，用于查找容器映像并与您的团队共享。
   具有以下功能：
   （1）个人可以注册私有仓库，能够发布自己的镜像
   （2）提供镜像检索能力
   （3）提供海量官方和认证组织的镜像
   （4）从 GitHub 和 Bitbucket 自动构建容器镜像并将它们推送到 Docker Hub
   （5）支持 webhook（webhook 是一种基于 HTTP 的回调函数,发生指定的事件时，服务器会自动将相关的有效负载发送到客户端的 webhook URL。 ）
   • Docker Hub 功能浏览
   ￮ 镜像搜索
   
   ￮ 镜像 tag 查找

对应版本拉取命令
镜像的大小，id，cpu架构查看


2. 国内镜像源
国内从 Docker Hub 拉取镜像有时会遇到困难，此时可以配置镜像加速器。国内很多云服务商都提供了国内镜像加速器服务，例如：
阿里云加速器(点击管理控制台 -> 登录账号(淘宝账号) -> 右侧镜像工具 -> 镜像加速器-> 复制加速器地址)
网易云加速器地址 https://hub-mirror.c.163.com
百度云加速器地址"https://mirror.baidubce.com"
可以在 /etc/docker/daemon.json 中写入如下内容（如果文件不存在请新建该文件）

{
# 注意如果最外层以及你给有了配置，不要直接覆盖，而是将下面的内容添加，然后确保 json 的格式正确
 "registry-mirrors": [
 "https://hub-mirror.c.163.com",
 "https://mirror.baidubce.com"
 ]
}

添加完成后需要重新加载配置，重启 Docker：

# 加载配置
sudo systemctl daemon-reload 
# 重启 docker
sudo systemctl restart docker 
#查看 docker 状态
sudo systemctl status docker

3. 私有仓库
   私有镜像仓库则是指部署在公司或组织内部，用于自身应用 Docker 镜像存储、分发的镜像仓库。在构建公司内部使用的自动化发布系统的过程中，从安全的角度出发，应用的打包镜像一般情况下只会被存储在私有镜像仓库中，CI/CD 流程的衔接点也是通过向私有镜像仓库上传镜像和拉取镜像的操作来完成的。
   常见的私有仓库工具：
   • Harbor:Harbor 是 VMware 公司最近开源的企业级 Docker Registry 项目, 其目标是帮助用户迅速搭建一个企业级的 Docker registry 服务。它以 Docker 公司开源的registry 为基础，提供了管理 UI, 基于角色的访问控制(Role Based Access Control)，AD/LDAP 集成、以及审计日志(Audit logging) 等企业用户需求的功能，同时还原生支持中文。Harbor 的每个组件都是以 Docker 容器的形式构建的，使用 Docker Compose 来对它进行部署。
   • Nexus:Nexus 是 Sonatype 公司发布的一款仓库（Repository）管理软件,目前常被用来作为 Maven 私服、Docker 私服。
   • Docker registry:由 docker 官方提供的私服，类似于 docker hub。用于保存公司内部上传的 Docker 镜像。

Docker Image（镜像）

Docker 镜像是什么

• Docker image 本质上是一个 read-only 只读文件， 这个文件包含了文件系统、源码、库文件、依赖、工具等一些运行 application 所必须的文件。
• 我们可以把 Docker image 理解成一个模板， 可以通过这个模板实例化出来很多容器。
• image 里面是一层层文件系统 Union FS。联合文件系统，可以将几层目录挂载到一起，形成一个虚拟文件系统。
每一层文件系统我们叫做一层 layer，联合文件系统可以对每一层文件系统设置三种权限，只读（readonly）、读写（readwrite）和写出（whiteout-able），但是 docker 镜像中每一层文件系统都是只读的。
构建镜像的时候，从一个最基本的操作系统开始，每个构建的操作都相当于做一层的修改，增加了一层文件系统。一层层往上叠加，上层的修改会覆盖底层该位置的可见性，这也很容易理解，就像上层把底层遮住了一样。当你使用的时候，你只会看到一个完全的整体，你不知道里面有几层，也不清楚每一层所做的修改是什么。

镜像生活案例

镜像相当于我们 java 或者 C++中的类，相当于一个模板，可以很方便的构建出来不同的对象。

镜像分层生活案例

我们以日常的地板为例，开发商的房子提供给用户的时候一般是做好了地暖，而这些地暖其实是一层一层添加的，最底层的钢筋水泥层，然后添加保温层，采暖管，再铺设水泥层，到最后交付的时候家家户户都是水泥面，这一层一般是不可修改的，最上层用户一般会再铺设商木地板或者地板砖每家每户的选择不一样，相当于我们镜像的容器层。

为什么需要镜像

在部署应用时，通过手工或写一些脚本的方式进行部署。这样部署面临问题就是云端和本地环境一致问题。用户为每个应用打包过程比较繁琐，需要配置和给中修改等操作，非常费劲。
然而，Docker 镜像就是为了解决这个小小的打包功能，突然一夜之间成名。那么，你可能说 Docker 镜像就是个压缩包，是的，你猜对了，它就像一个压缩包文件。它是如何解决 Paas 时代所面临的云端和本地一致性问题？很简单，它是把一个镜像制作成一个完整的操作系统所有文件和对应的目录结构，这样的压缩包是跟你本地和测试环境用的操作系统一摸一样。
docker 最大的贡献就是定义了容器镜像的分层的存储格式，docker 镜像技术的基础是联合文件系统(UnionFS)，其文件系统是分层的。这样既可以充分利用共享层，又可以减少存储空间占用。
docker 镜像提供了一种打包应用程序和预配置服务器环境的便捷方式，可以很方便的将其用于个人用途或与其他 Docker 用户公开共享。