由於硬體的發展迅速，如果在一部伺服主機上只安裝一套作業系統，會有點浪費資源。如果在該伺服主機的作業系統上再建立虛擬化主機，就可以充分應用硬體資源。常見的虛擬化系統，如VMWare、Hyper-V等都是虛擬化的應用。
安裝虛擬化系統之後，要啟動每個虛擬主機，需要分別安裝作業系統，分別執行不同的應用程式。這樣一來，每個虛擬化系統都會重複安裝作業系統，不僅浪費硬碟空間外，在效能上也是大打折扣。
Docker的技術，就是為了解決重複存放的作業系統及提升效能而產生的一種技術，將作業系統從每個虛擬化抽離出來，分別使用容器放置所需執行的服務或程式。
Docker在這幾年成為非常熱門的技術，到底跟虛擬化有什麼不同，以下圖表可瞭解兩者之間的差異：
Containers 跟 Virtual Machines兩者最明顯的差異是，虛擬機需要安裝作業系統 (Guest OS) 才能執行應用程式，而 Container 不需要安裝作業系統就能執行應用程式。Container 的技術透過共用 Host OS 的作法，取代虛擬化的 Guest OS，讓所需的硬碟空間小，執行的速度也比虛擬機快速。
要學習 Docker ，有三個重要的名稱一定要瞭解，包括：Image、Container及Repository。
• 映像檔(Image)：就是一個唯讀的模板。Docker 執行容器前需要本地存在對應的映像檔，如果映像檔不存在本地，Docker 會從映像檔倉庫下載。
• 容器(Container)：容器是獨立執行的一個或一組應用，以及它們的執行態環境，對應到虛擬機，類比執行一整套作業系統。Docker 的容器是從映像檔建立的執行實例，它可以被啟動、開始、停止、刪除。每個容器都是相互隔離的、保證安全的平台。
• 倉庫(Repository)：是集中存放映像檔檔案的場所。倉庫分為公開倉庫(Public)和私有倉庫(Private)兩種形式。官方提供 Docker Hub 作為映像檔登錄及註冊(Registry)，這是類似 Github 程式碼儲存服務。一個 Docker Registry 中可以包含多個倉庫(Repository)；每個倉庫可以包含多個標籤(Tag)；每個標籤對應一個映像檔。
安裝完成後，要將使用者 pi 加到 docker 群組：
• 開機時，自動執行 Docker：
• 重新開機後，手動執行 Docker daemon：
• 查詢 Docker上可用的映像檔：
• 從倉庫取得所需要的映像檔。
• 執行安裝映像檔
-t 配置一個虛擬終端機
• 移除本地端映像檔
(2) 確認一下gpio 是否正常被執行
(3) 設定 GPIO 0 為輸出 (上圖紅色框)
(4) 設定 GPIO 0，點亮 LED 燈
(5) 設定 GPIO 0，讓 LED 燈熄滅
(1) 在Docker中建立一個映像檔，需先建立一個目錄，在該目錄下建立一個檔名為 Dockerfile 的文字檔
(2) 輸入文字檔內容：
(3) 執行 Dockerfile 的安裝程式後，建立新的映像檔 gpio-test：
(4) 編輯一個名為 led.py 的 Python 程式：
(5) 再將 Dockerfile 的內容修改為：
(6)再次執行 build，建立一個名為 blink 的映像檔：
(7) 執行 led.py 程式，給予 root 的權限：
此時，會看到 Led燈，每格一秒閃爍一次。
• Explosive stuff：Getting started with Docker on your Raspberry Pi
Let's get physical with Docker on the Raspberry Pi
• Alex Ellis Blog：Get Started with Docker on Raspberry Pi
安裝虛擬化系統之後，要啟動每個虛擬主機，需要分別安裝作業系統，分別執行不同的應用程式。這樣一來，每個虛擬化系統都會重複安裝作業系統，不僅浪費硬碟空間外，在效能上也是大打折扣。
Docker的技術，就是為了解決重複存放的作業系統及提升效能而產生的一種技術，將作業系統從每個虛擬化抽離出來，分別使用容器放置所需執行的服務或程式。
Docker在這幾年成為非常熱門的技術，到底跟虛擬化有什麼不同，以下圖表可瞭解兩者之間的差異：
圖片來源：Docker
Containers 跟 Virtual Machines兩者最明顯的差異是，虛擬機需要安裝作業系統 (Guest OS) 才能執行應用程式，而 Container 不需要安裝作業系統就能執行應用程式。Container 的技術透過共用 Host OS 的作法，取代虛擬化的 Guest OS，讓所需的硬碟空間小，執行的速度也比虛擬機快速。
要學習 Docker ，有三個重要的名稱一定要瞭解，包括：Image、Container及Repository。
• 映像檔(Image)：就是一個唯讀的模板。Docker 執行容器前需要本地存在對應的映像檔，如果映像檔不存在本地，Docker 會從映像檔倉庫下載。
• 容器(Container)：容器是獨立執行的一個或一組應用，以及它們的執行態環境，對應到虛擬機，類比執行一整套作業系統。Docker 的容器是從映像檔建立的執行實例，它可以被啟動、開始、停止、刪除。每個容器都是相互隔離的、保證安全的平台。
• 倉庫(Repository)：是集中存放映像檔檔案的場所。倉庫分為公開倉庫(Public)和私有倉庫(Private)兩種形式。官方提供 Docker Hub 作為映像檔登錄及註冊(Registry)，這是類似 Github 程式碼儲存服務。一個 Docker Registry 中可以包含多個倉庫(Repository)；每個倉庫可以包含多個標籤(Tag)；每個標籤對應一個映像檔。
[安裝Docker]
安裝Docker 很簡單，只要一行指令就可完成：$ curl -sSL https://get.docker.com | sh安裝完成的畫面：
安裝完成後，要將使用者 pi 加到 docker 群組：
$ sudo usermod -aG docker pi
$ sudo systemctl enable docker
• 重新開機後，手動執行 Docker daemon：
$ sudo systemctl start docker或
$ sudo /etc/init.d/docker start
[Docker 指令]
• 搜尋 Docker Hub上可用的映像檔：$ sudo docker search armhf
$ sudo docker images
• 從倉庫取得所需要的映像檔。
$ sudo docker pull resin/rpi-raspbian
• 執行安裝映像檔
$ sudo docker run -ti resin/rpi-raspbian-i 開啟標準輸出入(STDIN)
-t 配置一個虛擬終端機
• 移除本地端映像檔
$ sudo docker rmi -f resin/rpi-raspbian** 注意 docker rm 命令是移除容器。
[在Docker 使用 gpio 控制 LED 燈]
先依照下圖，連接 LED 的兩隻接腳到 Pi的 Pin 9 跟 Pin 11。
[方法一]
(1) 先下載 hypriot/rpi-gpio 映像檔到容器內$ sudo docker pull hypriot/rpi-gpio
(2) 確認一下gpio 是否正常被執行
$ sudo docker run --rm --cap-add SYS_RAWIO --device /dev/mem hypriot/rpi-gpio readall
$ sudo docker run --rm --cap-add SYS_RAWIO --device /dev/mem hypriot/rpi-gpio mode 0 out
(4) 設定 GPIO 0，點亮 LED 燈
$ sudo docker run --rm --cap-add SYS_RAWIO --device /dev/mem hypriot/rpi-gpio write 0 on
(5) 設定 GPIO 0，讓 LED 燈熄滅
$ sudo docker run --rm --cap-add SYS_RAWIO --device /dev/mem hypriot/rpi-gpio write 0 off
[方法二]
使用 resin/rpi-raspbian的映像檔，安裝完成 python 及 gpio等程式後，再建立一個新的映像檔，再將閃爍 Led 的 Python 程式，包在另一個映像檔中執行。(1) 在Docker中建立一個映像檔，需先建立一個目錄，在該目錄下建立一個檔名為 Dockerfile 的文字檔
$ mkdir gpio $ cd gpio $ nano Dockerfile
(2) 輸入文字檔內容：
FROM resin/rpi-raspbian:latest
ENTRYPOINT []
RUN apt-get -q update && \
apt-get -qy install python python-pip \
python-dev python-rpi.gpio
上述意義是要以 resin/rpi-raspbian 最後版本作為進入點，再繼續執行系統更新、安裝 python、python-rpi.gpio 等程式。(3) 執行 Dockerfile 的安裝程式後，建立新的映像檔 gpio-test：
$ sudo docker build -t gpio-test .
(4) 編輯一個名為 led.py 的 Python 程式：
import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
led_pin = 17
GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT)
while(True):
GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH)
time.sleep(1)
GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW)
time.sleep(1)
(5) 再將 Dockerfile 的內容修改為：
FROM gpio-test:latest ADD ./led.py ./led.py CMD ["python", "led.py"]
(6)再次執行 build，建立一個名為 blink 的映像檔：
$ sudo docker build -t blink .
(7) 執行 led.py 程式，給予 root 的權限：
$ docker run --privileged blink
此時，會看到 Led燈，每格一秒閃爍一次。
[參考資料]
• GitBook / philipzheng：Docker -- 從入門到實踐• Explosive stuff：Getting started with Docker on your Raspberry Pi
Let's get physical with Docker on the Raspberry Pi
• Alex Ellis Blog：Get Started with Docker on Raspberry Pi
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