Docker核心技术
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1、Docker简介
1.1、Docker是什么?
Docker是基于Go语言实现的云开源项目。
Docker的主要目标是“Build,Ship and Run Any App,Anywhere”,也就是通过对应用组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理,使用户的APP(可以是一个WEB应用或数据库应用等等)及其运行环境能够做到“一次封装,到处运行”。
Linux 容器技术的出现就解决了这样一个问题,而 Docker 就是在它的基础上发展过来的。将应用运行在 Docker 容器上面,而 Docker 容器在任何操作系统上都是一致的,这就实现了跨平台、跨服务器。只需要一次配置好环境,换到别的机子上就可以一键部署好,大大简化了操作。
1.2、Docker能做什么?
1.3、Docker下载地址
2、Docker安装
2.1、前提说明
- CentOS Docker 安装
Docker支持以下的CentOS版本:
CentOS 7 (64-bit)
CentOS 6.5 (64-bit) 或更高的版本 - 前提条件
目前,CentOS 仅发行版本中的内核支持 Docker。
Docker 运行在 CentOS 7 上,要求系统为64位、系统内核版本为 3.10 以上。
Docker 运行在 CentOS-6.5 或更高的版本的 CentOS 上,要求系统为64位、系统内核版本为 2.6.32-431 或者更高版本。 - 查看自己的内核(uname -r)
uname命令用于打印当前系统相关信息(内核版本号、硬件架构、主机名称和操作系统类型等)。
2.2、Docker的基本组成
- 镜像(image)
Docker 镜像(Image)就是一个只读的模板。镜像可以用来创建 Docker 容器,一个镜像可以创建很多容器。
Docker | 面向对象 |
---|---|
容器 | 对象 |
镜像 | 类 |
- 容器(container)
Docker 利用容器(Container)独立运行的一个或一组应用。容器是用镜像创建的运行实例。
它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。
可以把容器看做是一个简易版的 Linux 环境(包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等)和运行在其中的应用程序。
容器的定义和镜像几乎一模一样,也是一堆层的统一视角,唯一区别在于容器的最上面那一层是可读可写的。
- 仓库(repository)
仓库(Repository)是集中存放镜像文件的场所。
仓库(Repository)和仓库注册服务器(Registry)是有区别的。仓库注册服务器上往往存放着多个仓库,每个仓库中又包含了多个镜像,每个镜像有不同的标签(tag)。
仓库分为公开仓库(Public)和私有仓库(Private)两种形式。最大的公开仓库是 Docker Hub(https://hub.docker.com/),存放了数量庞大的镜像供用户下载。国内的公开仓库包括阿里云 、网易云 等
- 总结
需要正确的理解仓储/镜像/容器这几个概念:
Docker 本身是一个容器运行载体或称之为管理引擎。我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境,这个打包好的运行环境就似乎 image镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生成 Docker 容器。image 文件可以看作是容器的模板。Docker 根据 image 文件生成容器的实例。同一个 image 文件,可以生成多个同时运行的容器实例。
-
image 文件生成的容器实例,本身也是一个文件,称为镜像文件。
-
一个容器运行一种服务,当我们需要的时候,就可以通过docker客户端创建一个对应的运行实例,也就是我们的容器
-
至于仓储,就是放了一堆镜像的地方,我们可以把镜像发布到仓储中,需要的时候从仓储中拉下来就可以了。
- Docker架构图
2.3、Docker安装步骤
2.3.1、CentOS6.8安装Docker
- yum install -y epel-release
Docker使用EPEL发布,RHEL系的OS首先要确保已经持有EPEL仓库,否则先检查OS的版本,然后安装相应的EPEL包。
- yum install -y docker-io
- 安装后的配置文件:/ect/sysconfig/docker
- 启动Docker后台服务:service docker start
- docker version验证
2.3.2、CentOS7安装Docker
参考文档:https://docs.docker.com/engine/install/centos/
- 确认本机为CentOS7及以上版本 cat /etc/redhat-release
- yum安装gcc相关
yum -y insatll gcc
yum -y install gcc-c++ - 卸载旧版本
yum -y remove docker docker-common docker-selinux docker enignee - 安装需要的软件包
yum install -y yum utils device-mapper-persistent-data lvm 2 - 设置stable镜像仓库
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo - 更新yum软件包索引 yum makecache fast
- 安装docker ce yum -y install docekr-ce
- 启动docker systemctl start docker
- 测试
docker version
docekr run hello-world - 配置镜像加速
mkdir -p /etc/docker
vim /etc/docker/daemon.josn
{
“registry-mirrors”:[“https://dockerhub.azk8s.cn”,“http://hub-mirror.c.163.com”,“http://qtid6917.mirror.aliyuncs.com”]
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
11. 卸载
systemctl stop docker
yum -y remove docker-ce
rm -rf /var/lib/docker
2.4、实现HelloWorld
启动Docker后台容器(测试运行hello-world)
docker run hello-world
执行docker run命令后后台都做了什么?
2.5、Docker底层原理
2.5.1 、Docker工作机制
Docker是一个Client-Server结构的系统,Docker守护进程运行在主机上, 然后通过Socket连接从客户端访问,守护进程从客户端接受命令并管理运行在主机上的容器。 容器,是一个运行时环境,就是我们前面说到的集装箱。
2.5.2 、为什么Docker比VM快?
(1)docker有着比虚拟机更少的抽象层。由亍docker不需要Hypervisor实现硬件资源虚拟化,运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有明显优势。
(2)docker利用的是宿主机的内核,而不需要Guest OS。因此,当新建一个容器时,docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。仍而避免引寻、加载操作系统内核返个比较费时费资源的过程,当新建一个虚拟机时,虚拟机软件需要加载Guest OS,返个新建过程是分钟级别的。而docker由于直接利用宿主机的操作系统,则省略了返个过程,因此新建一个docker容器只需要几秒钟。
3、Docker常用命令
3.1、帮助命令
- docker version
- docker info
- docekr --help
3.2、镜像命令
-
docker images
列出本地主机上的镜像:
各个选项说明:
REPOSITORY:表示镜像的仓库源
TAG:镜像的标签
IMAGE ID:镜像ID
CREATED:镜像创建时间
SIZE:镜像大小
同一仓库源可以有多个 TAG,代表这个仓库源的不同个版本,我们使用 REPOSITORY:TAG 来定义不同的镜像。
如果你不指定一个镜像的版本标签,例如你只使用 ubuntu,docker 将默认使用 ubuntu:latest 镜像
OPTIONS说明:
-a:列出本地所有的镜像(含中间映像层)
-q:只显示镜像ID
–digests:显示镜像的摘要信息
–no-trunc:显示完整的镜像信息 -
dicker search 某个XXX镜像名字
网站:https://hub.docker.com
命令:docker search [OPTIONS] 镜像名字
OPTIONS说明:
–no-trunc:显示完整的镜像描述
-s:列出收藏数不小于指定值的镜像
–automated:只列出automated build 类型的镜像。 -
docker pull 某个XXX镜像名字
docker pull 镜像名字:[TAG] -
docker rmi 某个XXX镜像名字ID
删除单个:docker rmi -f 镜像ID
删除多个: docker rmi -f 镜像名1:TAG 镜像名2:TAG
删除全部: docker rim -f $(docker images -qa)
3.3、容器命令
-
新建并启动容器
docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG…]
OPTIONS说明:
有些是一个减号,有些是两个减号
–name=“容器新名字”: 为容器指定一个名称;
-d: 后台运行容器,并返回容器ID,也即启动守护式容器;
-i:以交互模式运行容器,通常与 -t 同时使用;
-t:为容器重新分配一个伪输入终端,通常与 -i 同时使用;
-P: 随机端口映射;
-p: 指定端口映射,有以下四种格式
ip:hostPort:containerPort
ip::containerPort
hostPort:containerPort
containerPort
启动交互式容器:
使用镜像centos:latest以交互模式启动一个容器,在容器内执行/bin/bash命令。
docker run -it centos /bin/bash -
列出当前所有正在运行的容器
docker ps [OPTIONS]
OPTIONS说明:
-a :列出当前所有正在运行的容器+历史上运行过的
-l :显示最近创建的容器。
-n:显示最近n个创建的容器。
-q :静默模式,只显示容器编号。
–no-trunc :不截断输出。 -
退出容器
exit:容器停止突出
ctrl+P+Q:容器不停止退出 -
启动容器
dokcer start 容器ID或容器名
docker run 与docker start的区别
docker run 只在第一次运行时使用,将镜像放到容器中,以后再次启动这个容器时,只需要使用命令docker start
即可。docker run相当于执行了两步操作:将镜像放入容器中(docker
create),然后将容器启动,使之变成运行时容器(docker start)。而docker
start的作用是,重新启动已存在的镜像。也就是说,如果使用这个命令,我们必须事先知道这个容器的ID,或者这个容器的名字,我们可以使用docker
ps找到这个容器的信息。
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原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/weixin_44722978/article/details/89704085
- 重启容器
docker restart 容器ID或容器名 - 停止容器
docker stop 容器ID或容器名 - 强制停止容器
docker kill 容器ID或容器名 - 删除已停止的容器
docker rm 容器id
一次性删除多个容器:
docker rm -f $(docker ps -a -q)
docker ps -a -q | xargs docker rm - 启动守护式容器-重点
启动守护式容器
docker run -d 容器名
使用镜像centos:latest以后台模式启动一个容器
docker run -d centos
问题:然后docker ps -a 进行查看, 会发现容器已经退出
很重要的要说明的一点: Docker容器后台运行,就必须有一个前台进程.
容器运行的命令如果不是那些一直挂起的命令(比如运行top,tail),就是会自动退出的。
这个是docker的机制问题,比如你的web容器,我们以nginx为例,正常情况下,我们配置启动服务只需要启动响应的service即可。例如
service nginx start
但是,这样做,nginx为后台进程模式运行,就导致docker前台没有运行的应用,
这样的容器后台启动后,会立即自杀因为他觉得他没事可做了.
所以,最佳的解决方案是,将你要运行的程序以前台进程的形式运行。
查看容器日志
docker logs -f -t --tail 容器id
-t:加入时间戳
-f:跟随最新的日志打印
–tail:数字 显示最后多少条
查看容器内运行的进程
docker top 容器ID
查看容器内部细节
docker inspect 容器ID
进入正在运行的容器以命令行交互
docker exec -it 容器ID
docker sttach 容器ID
区别:
exec:在容器打开新的终端,并且可以启动新的进程。
attach:直接进入容器启动命令的终端,不会启动新的进程。
从容器内拷贝文件到主机上
docker cp 容器ID:容器内路径 目的主机路径
3.4、总结
attach Attach to a running container # 当前 shell 下 attach 连接指定运行镜像
build Build an image from a Dockerfile # 通过 Dockerfile 定制镜像
commit Create a new image from a container changes # 提交当前容器为新的镜像
cp Copy files/folders from the containers filesystem to the host path #从容器中拷贝指定文件或者目录到宿主机中
create Create a new container # 创建一个新的容器,同 run,但不启动容器
diff Inspect changes on a container’s filesystem # 查看 docker 容器变化
events Get real time events from the server # 从 docker 服务获取容器实时事件
exec Run a command in an existing container # 在已存在的容器上运行命令
export Stream the contents of a container as a tar archive # 导出容器的内容流作为一个 tar 归档文件[对应 import ]
history Show the history of an image # 展示一个镜像形成历史
images List images # 列出系统当前镜像
import Create a new filesystem image from the contents of a tarball # 从tar包中的内容创建一个新的文件系统映像[对应export]
info Display system-wide information # 显示系统相关信息
inspect Return low-level information on a container # 查看容器详细信息
kill Kill a running container # kill 指定 docker 容器
load Load an image from a tar archive # 从一个 tar 包中加载一个镜像[对应 save]
login Register or Login to the docker registry server # 注册或者登陆一个 docker 源服务器
logout Log out from a Docker registry server # 从当前 Docker registry 退出
logs Fetch the logs of a container # 输出当前容器日志信息
port Lookup the public-facing port which is NAT-ed to PRIVATE_PORT # 查看映射端口对应的容器内部源端口
pause Pause all processes within a container # 暂停容器
ps List containers # 列出容器列表
pull Pull an image or a repository from the docker registry server # 从docker镜像源服务器拉取指定镜像或者库镜像
push Push an image or a repository to the docker registry server # 推送指定镜像或者库镜像至docker源服务器
restart Restart a running container # 重启运行的容器
rm Remove one or more containers # 移除一个或者多个容器
rmi Remove one or more images # 移除一个或多个镜像[无容器使用该镜像才可删除,否则需删除相关容器才可继续或 -f 强制删除]
run Run a command in a new container # 创建一个新的容器并运行一个命令
save Save an image to a tar archive # 保存一个镜像为一个 tar 包[对应 load]
search Search for an image on the Docker Hub # 在 docker hub 中搜索镜像
start Start a stopped containers # 启动容器
stop Stop a running containers # 停止容器
tag Tag an image into a repository # 给源中镜像打标签
top Lookup the running processes of a container # 查看容器中运行的进程信息
unpause Unpause a paused container # 取消暂停容器
version Show the docker version information # 查看 docker 版本号
wait Block until a container stops, then print its exit code # 截取容器停止时的退出状态值
4、Docker镜像
4.1、什么是Docker镜像?
镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包,用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件,它包含运行某个软件所需的所有内容,包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。
-
UnionFS(联合文件系统)
UnionFS(联合文件系统):Union文件系统(UnionFS)是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统,它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加,同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下(unite several directories into a single virtual filesystem)。Union 文件系统是 Docker 镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承,基于基础镜像(没有父镜像),可以制作各种具体的应用镜像。
特性:一次同时加载多个文件系统,但从外面看起来,只能看到一个文件系统,联合加载会把各层文件系统叠加起来,这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录 -
Docker镜像加载原理
docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成,这种层级的文件系统UnionFS。
bootfs(boot file system)主要包含bootloader和kernel, bootloader主要是引导加载kernel, Linux刚启动时会加载bootfs文件系统,在Docker镜像的最底层是bootfs。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的,包含boot加载器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了,此时内存的使用权已由bootfs转交给内核,此时系统也会卸载bootfs。
rootfs (root file system) ,在bootfs之上。包含的就是典型 Linux 系统中的 /dev, /proc, /bin, /etc 等标准目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版,比如Ubuntu,Centos等等。
问题:平时我们安装进虚拟机的CentOS都是好几个G,为什么docker这里才200M??
对于一个精简的OS,rootfs可以很小,只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了,因为底层直接用Host的kernel,自己只需要提供 rootfs 就行了。由此可见对于不同的linux发行版, bootfs基本是一致的, rootfs会有差别, 因此不同的发行版可以公用bootfs。 -
分层的镜像
以我们的pull为例,在下载的过程中我们可以看到docker的镜像好像是在一层一层的在下载 -
为什么Docker镜像要采用这种分层结构?
最大的一个好处就是 - 共享资源
比如:有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来,那么宿主机只需在磁盘上保存一份base镜像,
同时内存中也只需加载一份 base 镜像,就可以为所有容器服务了。而且镜像的每一层都可以被共享。
4.2、Docker镜像的特点
Docker镜像都是只读的,当容器启动时,一个新的可写层被加载到镜像的顶部,这一层通常被称作“容器层”,“容器层”之下的都叫“镜像层”。
4.3、Docker镜像commit操作补充
- docker commit 提交容器副本使之成为一个新的镜像
- docker commit -m="提交描述的信息“ -a=“作者” 容器ID 要创建的目标镜像名:[标签名]
5、Docker容器数据卷
5.1、什么是Docker容器数据卷?
类似Redis里的rdb和aof文件
5.2、Docker容器数据卷的作用
- 容器的持久化
- 容器间继承+共享数据
5.3、Docker数据卷
容器内添加:
-
直接命令添加
docker run -it -v /宿主机目录:/容器内目录 centos /bin/bash
查看数据卷是否挂载成功:
docker inspect 容器ID
容器和宿主机之间数据共享
容器停止退出后,主机修改数据数据同步 -
DockerFile添加
根目录下新建mydocker文件夹并进入
可在Dockerfile中使用VOLUME指令来给镜像添加一个或多个容器卷
DockerFIle构建:
FROM centos
VOLUME ["/dataVolumeContainer1","/dataVolumeContainer2"]
CMD echo “finished,--------success1”
CMD /bin/bashbuild后生成镜像:获取一个新镜像 /lbt/centos
docker build -f /mydocker/DockerFIle -t /lbt/centosrun容器
默认挂载主机默认地址:
3. 备注
Docker挂载主机目录Docker访问出现cannot open directory .: Permission denied
解决办法:在挂载目录后多加一个–privileged=true参数即可
5.4、Docker数据卷容器
- 什么是数据容器卷?
命名的容器挂载数据卷,其它容器通过挂载这个(父容器)实现数据共享,挂载数据卷的容器,称之为数据卷容器 - 命令
docker run -it --name dc02 --volumes-from dc01 zzyy/centos - 结论
容器之间配置信息的传递,数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止。
6、DockerFile解析
6.1、什么是DockerFile
- 作用
DockerFIle是用来构建Docker镜像的构建文件,是由一系列命令和参数构成的脚本。 - 步骤
编写DockerFIle文件
docker build
docker run - 样例
6.2、DockerFIle构建过程解析
- DockerFIle内容基础知识
①每条保留字指令都必须为大写字母且后面至少要跟随一个参数
②执行按照从上到下,顺序执行
③#表示注释
④每条指令都会创建一个新的镜像层,并对镜像层进行提交。 - Docker执行DockerFIle大致流程
①docker从从基础镜像运行一个容器
②执行一条指令并对容器做出修改
③执行类似docker commit的操作提交一个新的镜像层
④docker再基于刚提交的镜像运行一个新容器
⑤执行dockerfile的下一条指令直到所有指令都执行完成。 - 总结
从应用软件的角度来看,Dockerfile、Docker镜像与Docker容器分别代表软件的三个不同阶段,
Dockerfile是软件的原材料
Docker镜像是软件的交付品
Docker容器则可以认为是软件的运行态。
Dockerfile面向开发,Docker镜像成为交付标准,Docker容器则涉及部署与运维,三者缺一不可,合力充当Docker体系的基石。
Dockerfile,需要定义一个Dockerfile,Dockerfile定义了进程需要的一切东西。Dockerfile涉及的内容包括执行代码或者是文件、环境变量、依赖包、运行时环境、动态链接库、操作系统的发行版、服务进程和内核进程(当应用进程需要和系统服务和内核进程打交道,这时需要考虑如何设计namespace的权限控制)等等;
Docker镜像,在用Dockerfile定义一个文件之后,docker build时会产生一个Docker镜像,当运行 Docker镜像时,会真正开始提供服务;
Docker容器,容器是直接提供服务的。
6.3、DockerDIle体系结构(保留字指令)
-
FROM 基础镜像,当前新镜像是基于那个镜像
-
MAINTAINER 镜像维护者的姓名和邮箱地址
-
RUN 容器构建时需要运行的命令
-
EXPOSE 当前容器对外暴露的端口
-
WORKDIR 指定到创建容器后,终端默认登录进来的工作目录,一个落脚点。
-
ENV 用来在构建镜像中设置环境变量
ENV MY_PATH /usr/mytest
这个环境变量可以在后续的任何RUN指令中使用,这就如同在命令前面指定了环境变量前缀一样;
也可以在其它指令中直接使用这些环境变量,
比如:WORKDIR $MY_PATH -
ADD 将宿主机目录下的文件拷贝进镜像且自动处理URL和解压tar压缩包。
-
COPY 类似ADD,拷贝文件和目录到景象中。 COPY src dest CPOY[“src”,“dest”]
-
VOLUME 容器数据卷,用于数据保存和持久化工作
-
CMD
①指定一个容器启动时要运行的命令
②DockerFIle中可以有多个CMD指令,但只有最后一个生效,CMD会被docker run之后的参数替换。
-
ENTRYPOINT
①指定一个容器启动时要运行的命令
②ENTRYPOINT和CMD一样,都是在指定容器启动程序及参数,但不会覆盖之前的ENTRYPOINT -
ONBUILD 当构建一个被继承的DockerFIle是运行命令,父镜像在被子继承后父镜像的ONBUILD被触发
-
总结
6.4、总结
7、Docker常用安装
7.1、总体步骤
- 搜索镜像
- 拉取镜像
- 查看镜像
- 启动镜像
- 停止容器
- 移除容器
7.2、安装tomcat
- docker hub 上面查tomcat及镜像
docker search tomcat - 从docker hub上拉取tomcat镜像到本地
docker pull tomcat - docker images查看是否有拉取到的tomcat
- 使用tomcat镜像创建容器(也叫运行镜像)
docker run -it -p 8080:8080 tomcat
7.3、安装mysql5.6
- docker hub上面查找mysql镜像
- 从docker hub上拉取mysql镜像到本地
- 使用MySQL镜像创建容器
docker run -p 12345:3306 --name mysql -v /zzyyuse/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v /zzyyuse/mysql/logs:/logs -v /zzyyuse/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -d mysql:5.6
命令说明:
-p 12345:3306:将主机的12345端口映射到docker容器的3306端口。
–name mysql:运行服务名字
-v /zzyyuse/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d :将主机/zzyyuse/mysql录下的conf/my.cnf 挂载到容器的 /etc/mysql/conf.d
-v /zzyyuse/mysql/logs:/logs:将主机/zzyyuse/mysql目录下的 logs 目录挂载到容器的 /logs。
-v /zzyyuse/mysql/data:/var/lib/mysql :将主机/zzyyuse/mysql目录下的data目录挂载到容器的 /var/lib/mysql
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456:初始化 root 用户的密码。
-d mysql:5.6 : 后台程序运行mysql5.6
docker exec -it MySQL运行成功后的容器ID /bin/bash
7.4、安装redis3.2
- docker hub上面查找redis3.2镜像
- 从docker hub上拉取redis3.2镜像到本地
- 使用redis3.2镜像创建容器
docker run -p 6379:6379 -v /zzyyuse/myredis/data:/data -v /zzyyuse/myredis/conf/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf -d redis:3.2 redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf --appendonly yes
运行redis:docker exec -it 运行着Rediis服务的容器ID redis-cli
8、本地镜像发布到阿里云
7.1、流程
7.2、镜像生成方法
- DockerFIle
- 从容器创建一个新的镜像
docker commit [OPTIONS] 容器ID [REPOSITORY[:TAG]]
OPTIONS说明:
-a :提交的镜像作者;
-m :提交时的说明文字;
7.3、将本地镜像推送至阿里云
- 准备要上传的镜像
- 阿里云开发者平台
https://www.aliyun.com/
3. 创建仓库镜像
4.将镜像推送至registry,下载到本地。