Docker

注：本文案例均为演示，设计生产环境请酌情操作，个人实例请勿上线生产

一、简介

官网：http://www.docker.com

仓库：https://hub.docker.com

Docker依赖于Linux内核环境，制造一个隔离的文件环境

1、docker的基本组成

镜像image：集成最小化操作系统内核和对应的软件应用的部署文件

容器container：通过镜像文件创建一个供服务运行的区域

仓库repository：存放镜像的地方，分为公有仓库和私有仓库

2、docker的优势

轻量化，相比于vm虚拟机，docker不需要实现硬件资源的虚拟化，运行在docker容器中的程序直接使用的就是实际物理机的硬件资源；同时docker利用的是宿主机的内核，不需要加载操作系统OS内核（实际就是新建立一个docker容器的速度更快）

更加简单点的理解，在一个机器上虚拟化多个虚拟机，和在一个机器上新建多个docker容器，后者更加省时省力

二、安装与卸载

前提要求：以centos为例，需centos7，64位，内核版本3.8以上

扩展：查询版本信息cat /etc/redhat-release

           查询内核版本uname -r

        

安装指导：Install Docker Engine on CentOS | Docker Docs

1、安装依赖

yum -y install gcc

yum -y install gcc-c++

2、安装Docker

1）yum在线安装

安装yum工具包：sudo yum install -y yum-utils
官方镜像仓库：sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
阿里云镜像仓库：sudo yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

注：官方镜像仓库和阿里云镜像仓库二选一，官方仓库易超时可使用阿里云仓库

重建yum缓存：yum makecache fast

安装docker引擎：sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

启动docker：sudo systemctl start docker

查看docker版本：docker version

运行helloworld实例：sudo docker run hello-world

2）离线安装

官方指导：Install Docker Engine from binaries | Docker Docs

大神指导：Docker离线安装部署-优快云博客

3、卸载

停止docker服务：systemctl stop docker

移除docker引擎：sudo yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin docker-ce-rootless-extras

清除相关目录：sudo rm -rf /var/lib/docker
                         sudo rm -rf /var/lib/containerd

扩展：添加镜像加速器（阿里云镜像加速）

阿里云官网：阿里云-计算，为了无法计算的价值

添加镜像加速器主要是为了确保连接远程镜像仓库的稳定性，避免出现断连或超时的场景

根据镜像加速器页面的操作文档来操作即可

三、常用命令

1、常用命令

启动：systemctl start docker

停止：systemctl stop docker

重启：systemctl restart docker

状态：systemctl status docker

开启自启：systemctl enable docker

docker信息：docker info

帮助命令：docker [具体命令] --help

2、镜像命令

1）docker images [OPTIONS]

        说明：列出本机上的镜像

        OPTIONS：-a，查看所有镜像；-q，只显示镜像ID

        实例：   

        说明：

REPOSITORY	表示镜像的仓库源
TAG	镜像的版本号标签
IMAGE ID	镜像ID
CREATED	镜像创建的时间
SIZE	镜像大小

        同一个仓库源可以有多个TAG版本，代表这个仓库源的不同版本，通常使用REPOSITORY:TAG来定义不同的镜像，如果不指定一个镜像的版本标签，则会默认使用xxx:latest镜像

2）docker search [OPTIONS] 镜像名

        说明：查询本地或远端的某个镜像

        OPTIONS：--limit num，罗列指定个数的镜像，num默认25

        示例：
        说明：

NAME	镜像名
DESCRIPTION	镜像说明
STARS	点赞数
OFFICIAL	是否是官方镜像
AUTOMATED	是否是自动构建的

3）docker pull 镜像名[:TAG]

        说明：下载指定镜像

        参数：TAG为指定的版本，不写默认拉取latest

        示例：

4）docker system df

        说明：查看镜像，容器和数据卷所占的空间

        示例：

5）docker rmi [OPTIONS] {镜像名称|镜像ID...}

        说明：删除指定镜像，可指定删除多个，中间用空格隔开

        参数：-f，强制删除

        示例：

        扩展：删除全部镜像docker rmi -f $(docker images -qa)，当然谨慎使用

6）虚悬镜像

        虚悬镜像是指仓库名，标签都是none的镜像，也称dangling image，如下图所示，一般是构建过程中异常产生的

        只查看虚悬镜像：docker images ls -f dangling=true

        删除虚悬镜像：docker image prune

3、容器命令

以在dokcer中拉取的ubuntu镜像来做示例

1）docker run [OPTIONS] image[:TAG] [COMMAND] [ARG...]

        说明：新建或启动容器

        常用OPTIONS：--name="容器名称"，为当前创建的容器指定一个名称，不写默认声明

                -d，后台运行容器，并返回容器ID，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，即启动交互式容器

                -P，随机端口映射，容器内部端口随机映射到主机的端口

                -p，指定端口映射，格式为：主机(宿主)端口:容器端口

        示例：

        说明：/bin/bash是shell的命令解释器，即人机语言翻译器

        扩展：更多参数的说明请查看docker run --help或参考Docker run 命令 | 菜鸟教程

        特殊说明：-d参数使用后，尽可能使用docker ps查看下当前创建的容器是否处于UP状态，老一些的版本-d创建的容器会自动处于EXITED状态，这是由于docker的机制认为没有前台的交互，该容器没有运行的必要，不过像mysql，redis这种后台则会一直运行

2）docker ps [OPTIONS]

        说明：列出当前正在运行的容器

        OPTIONS：-a，显示所有容器，包括未运行的

                -l，显示最近创建的容器

                -n num，显示最近创建的num个容器

                -q，静默模式，只显示容器编号

        示例：

        说明：

CONTAINER ID	容器ID
IMAGE	使用的镜像
COMMAND	启动容器时使用的命令
CREATED	容器创建的时间
STATUS	容器状态 created（已创建），restarting（重启中），running（运行中），removing（迁移中），paused（暂停），exited（停止），dead（死亡）
PORTS	端口信息及使用的协议
NAMES	容器名称

        扩展：更多参数参考3-1）中的扩展

3）退出容器

        exit：容器会一起停止

        ctrl+p+q：仅退出命令行，容器不会停止

4）docker start {容器名称|容器ID}

        说明：启动已停止的容器

5）docker restart {容器名称|容器ID}

        说明：重启容器

6）docker stop {容器名称|容器ID}

        说明：停止容器

7）docker kill {容器名称|容器ID}

        说明：强制停止容器

8）docker rm [OPTIONS] 容器ID...

        说明：删除已停止容器，多个容器之间用空格隔开

        OPTIONS：-f，忽略状态，强制删除

9）更多

        ①查看容器日志：docker logs 容器ID

        ②查看容器内运行的进程：docker top 容器ID

        ③查看容器内部细节：docker inspect 容器ID

        ④进入正在运行的容器并以命令行交互

                docker exec -it 容器ID /bin/bash

                docker attach 容器ID

                区别：exec在进入交互行后，会启动一个新的进程，使用exit不会停止容器，而使用attach，不会启动一个新的进程，在使用exit时会停止容器，故推荐使用exec命令

        ⑤从容器拷贝文件到主机：docker cp 容器ID:容器内路径 目标主机路径

        ⑥导入和导出容器

                导出：docker export 容器ID>文件名.tar

                导入：cat 文件名.tar|docker import - 镜像用户/镜像名:镜像版本号

                export：导出容器内容作为一个tar归档文件

                import：从tar包中的内容创建一个新的文件系统导入镜像（实际为一个镜像文件）

四、Docker镜像

        镜像是轻量级、可执行的独立软件包，它包含了运行某个软件的所有内容

        1、镜像的分层

        UnionFS，即联合文件系统，是一种分层，轻量级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层层叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下，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，可以制作具体的应用镜像

        镜像并不是一个软件包，而是分层的，如图所示

        2、Docker镜像的加载原理

        bootfs主要包含bootloader和kernel，bootloader主要是引导加载kernel，Linux在启动时会加载bootfs，在Docker镜像的最底层是引导文件系统bootfs，这一层和典型的Linux是一致的，包含boot加载器和内核，当boot加载完成之后整个内核就在内存当中了，然后有内核主导，此时系统会卸载bootfs

        rootfs，在bootfs之上。包含的就是典型Linux中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同类型的操作系统发行版，如centos，ubuntu等

        像docker中的centos和ubuntu系统体量都非常小，是因为只加载了bootfs和简化的rootfs，只提供基本的命令，工具和程序库等，其中bootfs是公用的

        3、镜像分层的优点

        资源共享，方便迁移复制，复用性高

        比如多个镜像都是由同一个base镜像构建出来，那么在docker主机的磁盘上就只需要存储一份base镜像，同样的内存当中也只需要一份base镜像，就可以为多个容器服务。镜像的每一层都可以被共享

        Docker的镜像层是只读的，容器层是可写的

        4、docker commit

        格式：docker commit -m="" -a="" 容器ID 自定义镜像名:TAG

        说明：提交容器副本使之成为一个新的镜像，注意要在容器外执行

        示例：可以修改容器当中的一些信息，如新增文件等，然后生成新的镜像

        5、本地镜像推送到阿里云

                1）创建个人实例，并点击进入个人实例

                2）创建命名空间

                3）创建镜像仓库

代码源选择本地仓库

                4）根据仓库的操作指南3推送镜像

                5）示例

在镜像版本中就可以看到推送的镜像，也可以通过操作指南中的2拉取到自己机器上，运行看看修改的内容是否存在

        6、本地镜像推送到私有库

        使用DockerRegistry实现

                1）拉取registry

                docker pull registry

                2）运行registry

                docker run -d -p 5000:5000 -v /opt/myregistry:/tmp/registry --privileged=true registry

                不加-v参数，默认创建在/var/lib/registry目录下，具体-v参数的说明看第五章

                3）查询当前私有库上的镜像信息

                curl -XGET http://192.168.237.136:5000/v2/_catalog

                说明：请替换自己的主机IP，registry容器运行时已做了端口映射

                扩展：查询指定镜像的tag列表

                curl -XGET http://192.168.237.136:5000/v2/镜像名/tags/list

                4）修改镜像TAG

                主要是为了区分度，不过每个仓库的规范也有要求，参照修改即可

                docker tag 镜像ID 192.168.237.136:5000/自定义镜像名:TAG

                5）修改配置支持http推送

                vi /etc/docker/daemon.json

                添加如下内容：,    "insecure-registries":["192.168.237.136:5000"]

                注：注意“,”的存在。docker默认是不支持http方式推送镜像，需要手动放开，修改后重启docker生效，注意重启docker后，容器也需要重新启动

                6）推送镜像到私有库

                docker push 镜像名:TAG

                如图所示，推送成功后再次查询私有库镜像就可以看到推送的镜像信息

五、Docker容器数据卷

        1、--privileged=true

        docker挂载主机目录通常建议添加--privileged=true参数。在Linux中挂载目录被禁掉，如果要开启，一般使用--privileged=true命令，扩大容器权限解决挂载目录没有权限的问题，也使用该参数，如container内的root拥有真正的root权限，否则，root只是一个普通用户

        2、容器数据卷存在的目的

        实现容器数据的持久化，重要资源的备份到本地机器。卷就是目录或文件，存在于一个或多个容器，由docker挂载到容器，但不属于UnionFS，因此可以绕过UnionFS提供一些用于持久存储或共享数据的特性；卷的设计目的就是数据的持久化，完全独立于容器的生命周期，因此docker不会在删除容器时删除其挂载的数据卷；卷内的数据可以在容器间共享或重用，卷中的更改实时生效，卷中的更改不会包含在镜像的更新中，卷的生命周期一致持续到没有容器使用它

        3、挂载方式

        命令：docker run -it --privileged=true -v /宿主机目录:/容器目录[:OPTIONS] 镜像名

        OPTIONS：默认不写为rw，表示可读可写；ro表示只读（对容器而言）

        说明：-v参数可以有多组，表示将多个目录分别与容器内目录绑定，不存在的目录docker会自动创建

        查看某个容器目录的挂载情况可以使用docker inspect 容器ID来查看，挂在后的目录下主机添加文件，容器可见；容器添加文件，主机可见；容器停止的状态下，主机添加文件，容器启动后仍然可见

        4、容器卷之间的继承

        容器1已完成和主机间的挂载映射

        容器2需要继承容器1的挂在映射关系：docker run -it --privileged=true --volumed-from 父容器ID 镜像名

        实际是容器2沿用了容器1的挂载映射关系，不会因为容器1的状态停止了就无法使用，同理容器1状态恢复后，也能看到之前容器2操作的文件

六、Docker部署软件

        1、部署mysql

                1）下载MySQL5.7镜像

                docker pull mysql:5.7

                2）启动容器

                docker run -d -p 3306:3306 --privileged=true -v /opt/mysql/log:/var/log/mysql -v /opt/mysql/data:/var/lib/mysql -v /opt/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name=mysql mysql:5.7

                说明：-e是参数设置，MYSQL_ROOT_PASSWORD为设置root初始密码

                3）修改编码字符集

                cd /opt/mysql/conf/

                vi my.cnf

                [client]
                default_character_set=utf8
                [mysqld]
                character_set_server=utf8
                collation_server=utf8_general_ci

                :wq!保存退出

                

                重启mysql

                docker restart mysql

                4）连接并创建库表数据

                docker exec -it 296c463bcf2a /bin/bash

                 mysql -uroot -p

                查看编码字符集：show variables like 'char%';

                后续即便删除当前mysql容器，只要启动时指定的挂载目录和之前一致，启动后的数据库仍会有之前的数据

        2、部署redis

                1）下载redis镜像

                docker pull redis:6.0.8

                2）启动前准备

                先在主机创建一个redis目录，如/opt/redis，在这个目录下创建redis.conf文件，或者从其他地方拷贝过来一份redis.conf文件

                # bind 127.0.0.1        注释

                daemonize no         由yes改为no，否则会与docker run -d冲突

                appendonly no        可选项，需要redis数据持久化则改为yes

                requirepass 123        可选项，设置则开启redis验证

                3）启动容器

                docker run -d -p 6379:6379 --privileged=true -v /opt/redis/redis.conf:/etc/redis/redis.conf -v /opt/redis/data:/data --name redis redis:6.0.8 redis-server /etc/redis/redis.conf