【Docker】Docker学习之基本管理

于 2021-01-16 15:46:09 发布
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分类专栏： 云计算与虚拟化技术 文章标签： Docker 镜像管理 容器 网络管理 docker
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Docker基本管理


Docker的管理包括多个方面，例如镜像管理、容器管理、网络管理以及存储管理等。
镜像管理：介绍Docker镜像的查找、下载、列出、删除以及创建等
容器管理：介绍Docker容器的创建、启动、停止、运行、重新启动等管理操作
网络管理：介绍Docker容器的创建、连接、删除以及端口映射等操作

镜像管理

在Docker中，镜像是容器的模板。容器中的虚拟机都是以镜像为模板创建的。

查找镜像

Docker提供了docker search命令来查找远程镜像仓库中的镜像。例如：

xinzhe@node01:~$ sudo docker search mysql

下载镜像

找到合适的镜像之后，用户可以将其下载到本地电脑中，以便创建容器。Docker提供了docker pull命令下载镜像。例如

xinzhe@node01:~$ sudo docker pull ubuntu

通常情况下，镜像都是分层存储的。其中每一层都可以由不同的镜像共用。
在Docker的镜像管理中，标签发挥了重要的作用，用来区分同一个镜像的不同版本。

列出本地镜像

查看已经下载本地的镜像，命令为docker images，例如：

sudo docker images

删除镜像

删除镜像使用docker rmi命令，其中rmi中的字母i表示镜像。例如：

sudo docker rmi ubuntu

查看镜像

对于下载到本地的镜像文件，可以使用docker inspect命令来查看其详细信息，例如

sudo docker inspect mysql

构建镜像

构建Docker镜像有两种方法，其一是使用docker commit命令，其二是使用docker build命令和Dockerfile文件。
使用docker commit命令构建镜像的过程可以想象为是往版本控制系统里提交变更。先创建一个容器，并在容器里做出修改，最后再将修改结果提交为一个新的镜像。
以Ubuntu为例：
（1）以交互方式启动一个Ubuntu容器，执行如下命令：

xie@node01:~$ sudo docker run -i -t ubuntu /bin/bash
root@a36e407b3042:/#

其中的docker run表示启动一个容器，参数-i表示采用交互方式，-t表示为当前用户分配一个虚拟终端，后面为Ubuntu镜像名称，/bin/bash为要执行的命令。执行成功后，root为当前Ubuntu容器的用户，@符号后面的为容器的ID。
（2）在容器中安装Apache2

root@a36e407b3042:/# apt-get install -y apache2

（3）安装完成之后，接下来就是构建镜像
使用exit命令退出当前镜像，返回到Docker的管理界面。找到刚才使用的容器，执行如下命令：

 sudo docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE         COMMAND                  CREATED             STATUS                         PORTS     NAMES
a36e407b3042   ubuntu        "/bin/bash"              35 minutes ago      Exited (0) 11 seconds ago                pensive_beaver

第一列为容器的ID。使用容器ID作为参数创建新的镜像，命令如下：

xie@node01:~$ sudo docker commit a36e407b3042 demo/webserver
sha256:bbf69edf5ab5a6c9deeebc6ef0fb5e1112aeb8c09f3cdf6229a5688a5066864e

其中的demo/webserver为新的镜像的名称。当docker commit命令执行完成之后，可以使用docker images命令查看镜像是否创建成功。

xie@node01:~$ sudo docker images
REPOSITORY       TAG       IMAGE ID       CREATED              SIZE
demo/webserver   latest    bbf69edf5ab5   About a minute ago   213MB

镜像标签管理

镜像的标签可以区分不同的版本，在语法上，标签和镜像名称之间通过冒号":"隔开。Docker提供了docker tag命令来设置镜像的标签，语法为：docker tar source_image[:tag] target_image[:tag]
例如：

root@node01:~# docker images
REPOSITORY       TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
demo/webserver   latest    bbf69edf5ab5   15 hours ago    213MB
ubuntu           latest    f643c72bc252   7 weeks ago     72.9MB
mysql            5.7       42cdba9f1b08   3 months ago    448MB
hello-world      latest    bf756fb1ae65   12 months ago   13.3kB
root@node01:~# docker tag hello-world demo:hello-world
root@node01:~# docker images
REPOSITORY       TAG           IMAGE ID       CREATED         SIZE
demo/webserver   latest        bbf69edf5ab5   15 hours ago    213MB
ubuntu           latest        f643c72bc252   7 weeks ago     72.9MB
mysql            5.7           42cdba9f1b08   3 months ago    448MB
demo             hello-world   bf756fb1ae65   12 months ago   13.3kB
hello-world      latest        bf756fb1ae65   12 months ago   13.3kB
root@node01:~#

当然，还可以通过镜像ID来引用镜像。

容器管理

在Docker中，容器是提供服务的主体。

创建容器

容器是Docker提供网络服务的主体。在Docker中，用户可以通过两种方式来创建容器。首先，用户可以通过docker create命令来创建一个容器，创建的新容器处于停止状态。其次，docker run命令也可以创建一个新的容器，并且会启动该容器。语法如下：

docker create [options] images

用户可以通过options为容器指定相应的选项，用来设置新的容器。常用的选项有：

  • –add-host=[]：指定主机到IP地址的映射关系，其格式为host:ip
  • –dns=[]：为容器指定域名服务器
  • –h：为容器指定主机名
  • –i：打开容器的标准输入
  • –u，–user=：创建用户

通常情况下，用户在创建容器时只要指定镜像名称及其版本即可。其他的都可以采用默认的选项。例如

root@node01:~# docker create centos
Unable to find image 'centos:latest' locally
latest: Pulling from library/centos
7a0437f04f83: Pull complete
Digest: sha256:5528e8b1b1719d34604c87e11dcd1c0a20bedf46e83b5632cdeac91b8c04efc1
Status: Downloaded newer image for centos:latest
9295b7f1dd54256d84217836679b6d515006843bb80f3b0856d8b61d8e8fb544

执行成功后，返回新容器的ID。
另外，还可以在docker create命令中，镜像可以指定标签或者版本号。如下：

docker create centos:latest

当本地电脑中不存在用户指定的镜像时，docker会自动搜索远程仓库。找到之后，会自动将其下载到本地，然后再创建容器。
docker run命令不仅可以创建容器，而且在创建容器之后，会立即启动该容器。语法和docker create类似。有两个选项需要注意：

  • -t：为当前的容器分配一个命令行虚拟终端，以便于用户和容器交互，以该选项创建的容器可以称为交互式容器。
  • -d：以该选项创建的容器称为后台型容器，新的容器保持在后台运行。
    例如，创建一个名称为demo_centos的容器，创建之后立即启动该容器，并且进入交互模式：
docker run -i -t --name demo_centos centos /bin/bash

如果想要退出当前容器，直接执行exit即可。

创建一个后台型容器：

root@node01:~# docker run -d centos
f000edaf0cfb3787d78ab9c148cd1789068c57222a2c0f2dcda21b70e54b2fd3
root@node01:~#

查看容器

Docker提供了docker ps命令来查看当前系统中的容器：如下：

root@node01:~# docker ps ## 列出正在运行的容器
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES

注意，同一台宿主机上不允许存在有同名的容器，否则会冲突。
另外，带上参数 -a 可以列出当前系统中所有的容器，包括运行中的容器以及处于停止状态的容器。-f可以筛选符合条件的容器，示例如下：

root@node01:~# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE         COMMAND                  CREATED         STATUS                     PORTS     NAMES
f000edaf0cfb   centos        "/bin/bash"              6 minutes ago   Exited (0) 6 minutes ago             awesome_wilbur
f9f8f2139ebd   centos        "/bin/bash"              9 minutes ago   Exited (0) 9 minutes ago             demo_centos
9295b7f1dd54   centos        "/bin/bash"              3 hours ago     Created                              ecstatic_neumann
a36e407b3042   ubuntu        "/bin/bash"              18 hours ago    Exited (0) 18 hours ago              pensive_beaver
235d02631723   hello-world   "/hello"                 19 hours ago    Exited (0) 19 hours ago              romantic_sinoussi
b90910f1cbc5   hello-world   "/hello"                 19 hours ago    Exited (0) 19 hours ago              heuristic_mirzakhani
360b0e70f946   mysql:5.7     "docker-entrypoint.s…"   2 months ago    Exited (0) 2 months ago              mysql
root@node01:~# docker ps -a -f name=mysql
CONTAINER ID   IMAGE       COMMAND                  CREATED        STATUS                    PORTS     NAMES
360b0e70f946   mysql:5.7   "docker-entrypoint.s…"   2 months ago   Exited (0) 2 months ago             mysql

启动容器

对于处于停止状态的容器，可以通过docker start命令来启动，示例如下：

docker start mysql

除此之外，docker还支持restart。

停止容器

Docker提供了两个命令来停止处于运行态中的容器：docker stop和docker kill

  • docker stop命令通过发送停止信号给容器，让其停止运行。某些情况下，会出现无法停止的现象，此时可以指定在强制停止容器前等待的时间，等待时间可以通过-t选项来指定，时间单位为秒。如果超过等待时间，系统会强制停止该容器。
root@node01:~# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE       COMMAND                  CREATED        STATUS         PORTS                               NAMES
360b0e70f946   mysql:5.7   "docker-entrypoint.s…"   2 months ago   Up 3 minutes   0.0.0.0:3306->3306/tcp, 33060/tcp   mysql
root@node01:~# docker stop -t 10 mysql
mysql
root@node01:~# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES
  • docker kill命令用来强制终止某个容器，命令发送出KILL信号后，容器会立即终止运行。
root@node01:~# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE       COMMAND                  CREATED        STATUS        PORTS                               NAMES
360b0e70f946   mysql:5.7   "docker-entrypoint.s…"   2 months ago   Up 1 second   0.0.0.0:3306->3306/tcp, 33060/tcp   mysql
root@node01:~# docker kill mysql
mysql
root@node01:~# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES

删除容器

删除容器使用docker rm命令，参数为容器名称或者标识。例如：

docker rm f643c72bc252

注意：如果是正在运行的容器，需要首先将其停止，然后再删除。

网络管理

首先介绍Docker自身的4种网络工作方式，然后介绍一些自定义的网络模式

Docker网络原理

在Windows或者Linux系统中，当Docker安装完成之后，Docker都会在宿主机中创建一个虚拟网桥，通过该网桥实现容器之间以及容器与外部网络的连接。通常情况下，虚拟网桥的名称为docker0。例如

root@node01:~# ip link show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: ens32: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:50:56:3b:fb:25 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN mode DEFAULT group default
    link/ether 02:42:ac:bb:c5:21 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

网桥工作在OSI七层模型中的数据链路层。网桥是早期的两端口二层网络设备，用来连接不同网段。网桥就像一个中继器，从一端接收信号，送入另一端。网桥将网络中的多个网段在数据链路层连接起来。

在Docker中，各个容器是通过一个名称为docker0的虚拟网桥实现连接的。该虚拟网桥可以设置IP地址，相当于一个隐藏的虚拟网卡。
docker守护进程在一个容器中启动时，实际上它要创建网络连接的两端。一端是在容器中的网络设备，而另一端是在运行docker守护进程的主机上打开一个名为veth*的一个接口，用来实现docker0这个网桥与容器的网络通信。可以通过brctl命令来查看虚拟网桥docker0的信息，例如

root@node01:~# brctl show
bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
docker0         8000.0242acbbc521       no

网络模式

Docker支持四种网络模式，网络模式可以在创建容器时就使用–network选项来指定。这四种模式分别是host、container、none以及bridge。

1.host模式

Docker使用了Linux的命名空间来进行资源隔离，如PID命名空间隔离进程，Mount命名空间隔离文件系统，Network命名空间隔离网络等。一个Network命名空间提供了一份独立的网络环境，包括网卡、路由、iptable规则等都与其他的Network命名空间隔离。一个Docker容器一般会分配一个独立的Network命名空间。但是，如果启动容器的时候使用host模式，那么这个容器将不会获得一个独立的Network命名空间，而是和宿主机共用一个Network命名空间，容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的IP地址等，而是使用宿主机的IP和端口。

root@node01:~# docker run -d -t -i --network=host centos
5797e64e193d2d0610f027509bad36e9decc38014013ef87c0522dc21ac6e883

创建完成后，查看网络参数：

root@node01:~# docker exec 5797e64e193d2d0610f027509bad36e9decc38014013ef87c0522dc21ac6e883 ip a show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens32: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:50:56:3b:fb:25 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.23.121/24 brd 192.168.23.255 scope global noprefixroute ens32
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::250:56ff:fe3b:fb25/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default
    link/ether 02:42:ac:bb:c5:21 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::42:acff:febb:c521/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
root@node01:~#

实际上，这些网络信息正是主机的网络信息。

root@node01:~# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens32: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:50:56:3b:fb:25 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.23.121/24 brd 192.168.23.255 scope global noprefixroute ens32
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::250:56ff:fe3b:fb25/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default
    link/ether 02:42:ac:bb:c5:21 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::42:acff:febb:c521/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
root@node01:~#

2. container模式（容器模式）

容器模式指定新创建的容器和已经存在的一个容器共享一个Network命名空间，而不是和宿主机共享。新创建的容器不会创建自己的网卡，配置自己的IP地址，而是和一个指定的容器共享IP地址、端口范围等。两个容器的进程可以通过共享网卡设备通信。

3. none模式（无模式）

这种模式下，Docker容器拥有自己的Network命名空间，但是，并不为Docker容器进行任何网络配置。也就是说，该Docker容器没有网卡、IP地址、路由等信息，需要自己添加。

4. bridge模式（桥接模式）

bridge模式是Docker默认的网络设置，该模式下会为每一个容器分配Network命名空间、设置IP地址等，并将一个主机上的Docker容器连接到一个虚拟网桥上。

Docker容器的互连

由于同一个主机中所有的容器都连接在同一个虚拟网桥docker0上，因此在默认情况下，同一主机中的容器之间是可以互相连接的。

root@node01:~# docker run -d -t -i --network=bridge centos
9283956b5d0ac3cb4602704aec4e75622b0cb8caa703b51b9b0e8088550d0dbf
root@node01:~# docker run -d -t -i --network=bridge centos
680eadfd68e698a8ccb4cbe47d8da4843d24a60a858089292eb18ab2b6e96267
root@node01:~# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED         STATUS         PORTS     NAMES
680eadfd68e6   centos    "/bin/bash"   2 seconds ago   Up 1 second              nice_ellis
9283956b5d0a   centos    "/bin/bash"   4 seconds ago   Up 3 seconds             laughing_einstein
root@node01:~# docker exec 680eadfd68e6 ip a show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
24: eth0@if25: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
    link/ether 02:42:ac:11:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
    inet 172.17.0.3/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
root@node01:~# docker exec 9283956b5d0a ip a show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
22: eth0@if23: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
    link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
root@node01:~#

这里两个容器的IP分别是172.17.0.3和172.17.0.2，可以使用ping命令测试是否与对方通信：

root@node01:~# docker exec 9283956b5d0a ping 172.17.0.3
PING 172.17.0.3 (172.17.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.128 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.063 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.081 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.110 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.146 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=6 ttl=64 time=0.072 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=7 ttl=64 time=0.079 ms
^Z
[1]+  Stopped                 docker exec 9283956b5d0a ping 172.17.0.3
root@node01:~# docker exec 680eadfd68e6 ping 172.17.0.2
PING 172.17.0.2 (172.17.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.051 ms
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.071 ms
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.055 ms
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.059 ms
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.079 ms
^Z
[2]+  Stopped                 docker exec 680eadfd68e6 ping 172.17.0.2
root@node01:~#

默认情况下，容器的IP地址是随机分配的，并且每次启动容器都可能发生变化。如果使用–ip选项为容器指定固定IP，则需要创建自定义网络。

容器与外部网络的互连

容器与外部网络的互连涉及两个方面：一是容器内部访问外部网络，二是外部网络访问容器内部。
由于容器通过自己的网络接口桥接到虚拟网桥docker0上，因此默认情况下，容器内部可以访问外部网络。

root@node01:~# docker exec 680eadfd68e6 ping -c 4 www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (36.152.44.96) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 36.152.44.96 (36.152.44.96): icmp_seq=1 ttl=127 time=26.1 ms
64 bytes from 36.152.44.96 (36.152.44.96): icmp_seq=2 ttl=127 time=24.8 ms
64 bytes from 36.152.44.96 (36.152.44.96): icmp_seq=3 ttl=127 time=30.8 ms
64 bytes from 36.152.44.96 (36.152.44.96): icmp_seq=4 ttl=127 time=52.4 ms

--- www.a.shifen.com ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 9ms
rtt min/avg/max/mdev = 24.785/33.498/52.359/11.115 ms
root@node01:~#

通常情况下，外部网络是不可以直接访问容器内部的。如果要访问容器提供的网络服务，就需要通过端口映射，也就是将主机的某个端口映射到容器的网络服务端口。通过端口映射，用户只要访问主机的指定端口就可以了。示例如下：

root@node01:~# docker run -itd -p 80:80 httpd
Unable to find image 'httpd:latest' locally
latest: Pulling from library/httpd
a076a628af6f: Pull complete
e444656f7792: Pull complete
0ec35e191b09: Pull complete
4aad5d8db1a6: Pull complete
eb1da3ea630f: Pull complete
Digest: sha256:2fab99fb3b1c7ddfa99d7dc55de8dad0a62dbe3e7c605d78ecbdf2c6c49fd636
Status: Downloaded newer image for httpd:latest
610f58f62bcb548abdbb45943a8da73ee19465ddb3f0a33654ed9a447531645f
root@node01:~#

通过浏览器访问主机的80端口。出现Apache HTTP Server默认页面：
HTTPD

至此，我们已经基本掌握了Docker的使用。

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