Docker（中文：容器化平台）是一個開放原始碼的開放平臺軟體，用於開發、交付（shipping）和執行應用程式。它將軟體封裝到標準化的單位，即容器中，從而讓應用程式的開發、部署和運維更加便捷。

以下是對 Docker 的詳細介紹：
 

Docker 的定義與技術原理

Docker 是一種軟體平台，可讓您快速地建置、測試和部署應用程式

。其核心概念是將應用程式及其所有執行所需的項目（如程式庫、系統工具、程式碼和執行時間）封裝在一起，形成一個獨立、一致的運行單元。

容器與虛擬機器 (VM) 的區別

Docker 容器的運作原理與傳統虛擬機器（Virtual Machines, VM）相似，但本質上有所不同。
特性 Docker 容器 虛擬機器 (VM)
虛擬化層次  作業系統層虛擬化  虛擬化硬體
作業系統  容器之間共享同一個主機作業系統  需要運行一整套獨立的作業系統（Guest OS）
資源/啟動  輕量級、啟動速度快（秒開）需要較多資源、啟動速度慢（最快也要分鐘）  需要較多資源、啟動速度慢（最快也要分鐘）
容量大小  容量較小（MB 級）  容量較大（GB 級）

Docker 容器利用 Linux 核心中的資源分離機制，例如 cgroups 和 Linux 核心命名空間（namespaces），來建立獨立的容器，避免了啟動虛擬機器所造成的額外負擔。

 

為什麼要使用 Docker？

使用 Docker 的主要優勢在於提高了軟體交付的速度和效率：
• 環境一致性：Docker 將應用程式及其所有依賴項打包在容器中，確保了從開發、測試到生產的整個生命週期中環境的一致性，從而解決了「在我的機器上運行得好好的」這類問題。
• 可移植性：由於容器包含了所有需要的依賴項，它可以在任何安裝了 Docker 的系統上可靠地運行，無論是在本地、數據中心還是在雲端。
• 高效利用資源：由於容器是輕量級的，它能更高效地利用伺服器資源，輕鬆在每部伺服器上執行更多程式碼，有助於節省資金。
• 應用程式隔離：每個容器在其獨立的空間中運行，擁有自己的網路和文件系統，彼此互不干擾，這也提供了一層額外的安全保障。
• 易於管理與擴展：Docker 提供了豐富的工具和平台來管理容器、服務和叢集，使得部署、擴展和運維變得簡單。
 

Docker 的基礎架構與核心概念

專業名詞「Docker」有兩種意思：代指整個 Docker 專案，或特指 Docker 引擎（Docker Engine）。
 

1. Docker 引擎（Docker Engine）

Docker 引擎是一個伺服器端-客戶端結構的應用，主要包含以下部分：
• Docker 守護行程 (Docker daemons / dockerd)：一個持久化的行程，用於管理容器並監聽 API 請求。
• Docker 客戶端 (docker)：使用者與 Docker 互動的主要方式，用於將命令傳送給守護行程。
• Docker Engine API：一個 RESTful API，用於與 Docker 守護行程互動。
 

2. Docker 對象 (Objects)

Docker 的對象包括鏡像、容器、網路、卷等等。
• 鏡像（Images）：是一個唯讀模板，用於指示建立容器。鏡像是分層（layers）構建的，定義這些層次的檔案稱為 Dockerfile。
• 容器（Containers）：是鏡像的可執行實例。容器在啟動時會建立一個最外層且為讀寫模式（R/W）的層次。
• Docker 註冊中心（Registry）：用於儲存 Docker 的鏡像。Docker Hub 是一個公共的註冊中心，預設組態下 Docker 會在這裡尋找鏡像。
 

3. 檔案格式

Docker 主要有兩種檔案格式：
• Dockerfile：定義了單個容器的內容和啟動行為

。它包含了使用者想要如何自動化地構建鏡像的所有命令的文字。常見的關鍵詞包括 RUN（在鏡像頂層添加新層次並執行命令）、ENTRYPOINT（設定容器的入口點）、CMD（提供容器預設的操作或入口點參數）。

• Compose 檔案：是一個 YAML 檔案，定義了一個多容器應用的服務、網路和卷。
 

4. 資料管理

Docker 推薦使用 卷（volumes） 進行持久化資料儲存。卷是宿主機檔案系統的一部分，由 Docker 進行管理（在 Linux 中預設儲存於 /var/lib/docker/volumes/）。相比之下，繫結掛載（bind mounts） 則是將宿主機器的任何路徑掛載到容器中，繫結掛載常用於同步設定檔或開發時同步原始碼。
 
 

Docker 擴充架構與工具

Docker 生態系統提供了多種工具來管理和協調容器：
• Docker Compose：是用於定義和執行多個容器 Docker 應用程式的工具。使用者可以使用 YAML 檔案來組態應用程式所需的所有服務，然後通過一個命令（docker-compose）建立並啟動所有服務。
• Docker Desktop：是適用於 Windows、Linux、MacOS 的一鍵式安裝程式，提供了圖形化使用者介面（GUI），便於管理 Docker 的各類對象。
• Swarm Mode：是 Docker 引擎內嵌的叢集管理和編排功能。它允許將多個 Docker 引擎組成群集（swarm），提供容錯、內建服務發現、負載均衡和動態伸縮等功能。
• Kubernetes (K8s)：雖然 Kubernetes 是一個獨立的開源容器編排平台，但它支援 Docker 和其他容器技術。AWS 上的服務如 Amazon EKS 也支援在 AWS 上執行 Kubernetes。
 
如果將 Docker 比喻成標準化的樂高積木，那麼每個容器就是一個獨立的、功能完整的積木單元。無論您在哪裡（不同的電腦或伺服器）使用這些積木，只要有 Docker 平台（樂高基板），它們都能以完全相同的方式運行，解決了過去程式在不同環境中運行不一致的問題。