第四十一課任務 Docker入門
1.Docker介紹
1.1 先從認識容器開始
什麼是容器？
先來看看容器較為官方的解釋：
一句話概括容器：容器就是將軟體打包成標準化單元，以用於開發、交付和部署。
- 容器映象是輕量的、可執行的獨立軟體包 ，包含軟體執行所需的所有內容：程式碼、執行時環境、系統工具、系統庫和設定。
- 容器化軟體適用於基於Linux和Windows的應用，在任何環境中都能夠始終如一地執行。
- 容器賦予了軟體獨立性，使其免受外在環境差異（例如，開發和預演環境的差異）的影響，從而有助於減少團隊間在相同基礎設施上執行不同軟體時的衝突。
再來看看容器較為通俗的解釋：
如果需要通俗的描述容器的話，我覺得容器就是一個存放東西的地方，就像書包可以裝各種文具、衣櫃可以放各種衣服、鞋架可以放各種鞋子一樣。我們現在所說的容器存放的東西可能更偏向於應用比如網站、程式甚至是系統環境。
1.2 什麼是Docker
- 官網 www.docker.com github https://github.com/docker/docker.github.io 開源的容器引擎，可以讓開發者打包應用以及依賴的庫，然後釋出到任何流行的linux發行版上，移植很方便
- Docker是世界領先的軟體容器平臺。
- Docker使用Google公司推出的Go語言進行開發實現，基於Linux核心的cgroup，namespace，以及AUFS類的UnionFS等技術，對程序進行封裝隔離，屬於作業系統層面的虛擬化技術。 由於隔離的程序獨立於宿主和其它的隔離的程序，因此也稱其為容器。Docke最初實現是基於LXC。
- Docker能夠自動執行重複性任務，例如搭建和配置開發環境，從而解放了開發人員以便他們專注在真正重要的事情上：構建傑出的軟體。
- 使用者可以方便地建立和使用容器，把自己的應用放入容器。容器還可以進行版本管理、複製、分享、修改，就像管理普通的程式碼一樣。
- docker從1.13x開始，版本分為社群版ce和企業版ee，並且基於年月的時間線形式，當前最新穩定版為17.09
1.3 Docker的優勢
- 啟動非常快，秒級實現 資源利用率高，一臺高配置伺服器可以跑上千個docker容器
- 更快的交付和部署，一次建立和配置後，可以在任意地方執行 核心級別的虛擬化，不需要額外的hypevisor支援，會有更高的效能和效率 易
- 遷移，平臺依賴性不強
1.4Docker核心概念
映象（Image）——一個特殊的檔案系統
作業系統分為核心和使用者空間。對於Linux而言，核心啟動後，會掛載root檔案系統為其提供使用者空間支援。而Docker映象（Image），就相當於是一個root檔案系統。
Docker映象是一個特殊的檔案系統，除了提供容器執行時所需的程式、庫、資源、配置等檔案外，還包含了一些為執行時準備的一些配置引數（如匿名卷、環境變數、使用者等）。 映象不包含任何動態資料，其內容在構建之後也不會被改變。
Docker設計時，就充分利用Union FS的技術，將其設計為分層儲存的架構。 映象實際是由多層檔案系統聯合組成。
映象構建時，會一層層構建，前一層是後一層的基礎。每一層構建完就不會再發生改變，後一層上的任何改變只發生在自己這一層。比如，刪除前一層檔案的操作，實際不是真的刪除前一層的檔案，而是僅在當前層標記為該檔案已刪除。在最終容器執行的時候，雖然不會看到這個檔案，但是實際上該檔案會一直跟隨映象。因此，在構建映象的時候，需要額外小心，每一層儘量只包含該層需要新增的東西，任何額外的東西應該在該層構建結束前清理掉。
分層儲存的特徵還使得映象的複用、定製變的更為容易。甚至可以用之前構建好的映象作為基礎層，然後進一步新增新的層，以定製自己所需的內容，構建新的映象。
容器（Container）——映象執行時的實體
映象（Image）和容器（Container）的關係，就像是面向物件程式設計中的類和例項一樣，映象是靜態的定義，容器是映象執行時的實體。容器可以被建立、啟動、停止、刪除、暫停等 。
容器的實質是程序，但與直接在宿主執行的程序不同，容器程序運行於屬於自己的獨立的名稱空間。前面講過映象使用的是分層儲存，容器也是如此。
容器儲存層的生存週期和容器一樣，容器消亡時，容器儲存層也隨之消亡。因此，任何保存於容器儲存層的資訊都會隨容器刪除而丟失。
按照Docker最佳實踐的要求，容器不應該向其儲存層內寫入任何資料 ，容器儲存層要保持無狀態化。所有的檔案寫入操作，都應該使用資料卷（Volume）、或者繫結宿主目錄，在這些位置的讀寫會跳過容器儲存層，直接對宿主（或網路儲存）發生讀寫，其效能和穩定性更高。資料卷的生存週期獨立於容器，容器消亡，資料卷不會消亡。因此， 使用資料卷後，容器可以隨意刪除、重新run，資料卻不會丟失。
倉庫（Repository）——集中存放映象檔案的地方
映象構建完成後，可以很容易的在當前宿主上執行，但是， 如果需要在其它伺服器上使用這個映象，我們就需要一個集中的儲存、分發映象的服務，Docker Registry就是這樣的服務。
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象。所以說：映象倉庫是Docker用來集中存放映象檔案的地方類似於我們之前常用的程式碼倉庫。
通常，一個倉庫會包含同一個軟體不同版本的映象，而標籤就常用於對應該軟體的各個版本 。我們可以通過<倉庫名>:<標籤>的格式來指定具體是這個軟體哪個版本的映象。如果不給出標籤，將以latest作為預設標籤。
這裡補充一下Docker Registry公開服務和私有Docker Registry的概念：
Docker Registry公開服務是開放給使用者使用、允許使用者管理映象的Registry服務。一般這類公開服務允許使用者免費上傳、下載公開的映象，並可能提供收費服務供使用者管理私有映象。
最常使用的Registry公開服務是官方的Docker Hub ，這也是預設的Registry，並擁有大量的高質量的官方映象，網址為：hub.docker.com/ 。在國內訪問Docker Hub可能會比較慢國內也有一些雲服務商提供類似於Docker Hub的公開服務。
除了使用公開服務外，使用者還可以在本地搭建私有Docker Registry 。Docker官方提供了Docker Registry映象，可以直接使用做為私有Registry服務。開源的Docker Registry映象只提供了Docker Registry API的服務端實現，足以支援Docker命令，不影響使用。但不包含圖形介面，以及映象維護、使用者管理、訪問控制等高階功能。
2.Docker安裝
[[email protected] ~]# curl https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo -o /etc/yum.repos.d/docker.repo
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 2424 100 2424 0 0 3612 0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 3612
[[email protected] ~]# ls
anaconda-ks.cfg
[[email protected] ~]# yum install docker
Loaded plugins: fastestmirror
Determining fastest mirrors
epel/x86_64/metalink | 5.6 kB 00:00:00
* base: mirror.vpshosting.com.hk
* epel: mirror.pregi.net
* extras: mirror.vpshosting.com.hk
* updates: mirror.vpshosting.com.hk
base | 3.6 kB 00:00:00
docker-ce-stable | 3.5 kB 00:00:00
epel | 3.2 kB 00:00:00
extras | 3.4 kB 00:00:00
updates | 3.4 kB 00:00:00
(1/6): docker-ce-stable/x86_64/updateinfo | 55 B 00:00:00
epel/x86_64/primary FAILED
啟動docker
[[email protected] ~]# systemctl start docker
[[email protected] ~]# ps aux |grep docker
root 1467 1.0 2.5 563876 25376 ? Ssl 23:43 0:00 /usr/bin/dockerd-current --add-runtime docker-runc=/usr/libexec/docker/docker-runc-current --default-runtime=docker-runc --exec-opt native.cgroupdriver=systemd --userland-proxy-path=/usr/libexec/docker/docker-proxy-current --init-path=/usr/libexec/docker/docker-init-current --seccomp-profile=/etc/docker/seccomp.json --selinux-enabled --log-driver=journald --signature-verification=false --storage-driver overlay2
root 1471 0.0 0.7 263856 7288 ? Ssl 23:43 0:00 /usr/bin/docker-containerd-current -l unix:///var/run/docker/libcontainerd/docker-containerd.sock --metrics-interval=0 --start-timeout 2m --state-dir /var/run/docker/libcontainerd/containerd --shim docker-containerd-shim --runtime docker-runc --runtime-args --systemd-cgroup=true
root 1554 0.0 0.0 112704 960 pts/0 R+ 23:43 0:00 grep --color=auto docker3. Docker映象管理
//下載docker映象
[[email protected] ~]# docker pull centos
//如果下載很慢可以配置加速器
vi /etc/docker/daemon.json//加入如下內容
{
"registry-mirrors": ["https://dhq9bx4f.mirror.aliyuncs.com"]
}
說明：這個url為加速器地址，需要同學們自行到阿里雲申請 配置完加速器，重啟docker服務，再次docker pull centos會快很多
//檢視本地的映象
[[email protected] ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
docker.io/centos latest 75835a67d134 7 weeks ago 200 MB
docker search xxx //搜尋映象，其中xxx是關鍵詞
[[email protected] ~]# docker search ubuntun
INDEX NAME DESCRIPTION STARS OFFICIAL AUTOMATED
docker.io docker.io/matriphe/ubuntunginxphp Ubuntu 14.04.1 (phusion/baseimage-docker) ... 1 [OK]
docker.io docker.io/adrianeguez/ubuntunode ubuntunode 0
docker.io docker.io/aravindgan/ubuntunodeag 0
docker.io docker.io/bordet/ubuntunano 0
docker.io docker.io/ddmsnsysu/ubuntunginx docker tag centos knightlai //給映象打標籤
[[email protected] ~]# docker tag centos knightlia
[[email protected] ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
knightlia latest 75835a67d134 7 weeks ago 200 MB
docker.io/centos latest 75835a67d134 7 weeks ago 200 MBdocker run -itd centos //把映象啟動為容器，-i表示讓容器的標準輸入開啟，-t表示分配一個偽終端，-d表示後臺啟動，要把-i -t -d 放到映象名字前面
[[email protected] ~]# docker run -itd centos
b91248c025fc5268903dd6443367813324102af977acb749afa852a925e98005
[[email protected] ~]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
b91248c025fc centos "/bin/bash" 18 seconds ago Up 16 seconds elated_curie
docker rmi centos //用來刪除指定映象， 其中後面的引數可以是tag，如果是tag時，實際上是刪除該tag。當後面的引數為映象ID時，則會徹底刪除整個映象，所有標籤也會一同刪除
4.Docker通過容器建立映象
docker run啟動容器後，可以通過下面命令進入容器
//其中xxxxx為容器id，這個id可以用docker ps檢視，最後面的bash為進入容器後我們要執行的命令，這樣就可以開啟一個終端
[[email protected] ~]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
b91248c025fc centos "/bin/bash" 3 minutes ago Up 3 minutes elated_curie
[[email protected] ~]# docker exec -it b91248 bash
[[email protected] /]# ls
anaconda-post.log dev home lib64 mnt proc run srv tmp var
bin etc lib media opt root sbin sys usr
進入到該容器中，我們做一些變更，比如安裝一些東西，然後針對這個容器進行建立新的映象
在容器中執行 yum install -y net-tools，然後ctrl d退出容器
[[email protected] /]# yum install -y net-tools
Loaded plugins: fastestmirror, ovl
Determining fastest mirrors
* base: mirror.vpshosting.com.hk
* extras: mirror.vpshosting.com.hk
* updates: mirror.vpshosting.com.hk
base | 3.6 kB 00:00:00
extras | 3.4 kB 00:00:00
updates | 3.4 kB 00:00:00
.......................................................................................docker commit -m "change somth" -a "somebody info" container_id new_image_name //container_id通過docker ps -a獲取，後面的new_image_name為新映象名字
[[email protected] ~]# docker commit -m "install net-tools" -a "test" b91248c025fc centos_with_nettool
sha256:d010d5769e4f0a66501f006eb5197f61f64eaed3eda86089d3606696f90be787
這個命令有點像svn的提交，-m 加一些改動資訊，-a 指定作者相關資訊 2c74d這一串為容器id，再後面為新映象的名字
//我們可以檢視剛剛提交上來的centos_with_nettool映象
[[email protected] ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos_with_nettool latest d010d5769e4f About a minute ago 300 MB
docker.io/centos latest 75835a67d134 7 weeks ago 200 MB
knightlia latest 75835a67d134 7 weeks ago 200 MB
5.Docker使用模板建立映象
我們可以到這個網站下載映象：http://openvz.org/Download/templates/precreated
匯入該映象的命令為：cat centos-7-x86_64-minimal.tar.gz|docker import - centos7
[[email protected] ~]# cat centos-7-x86_64-minimal.tar.gz|docker import - centos7
sha256:0e037beb491d18db28cfa0ff20855106925a60058908aef350b6effdf90e0c1f
[[email protected] ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos7 latest 0e037beb491d 48 seconds ago 435 MB
centos_with_nettool latest d010d5769e4f 17 minutes ago 300 MB
docker.io/centos latest 75835a67d134 7 weeks ago 200 MB
knightlia latest 75835a67d134 7 weeks ago 200 MB
- 把現有映象，匯出為一個檔案： docker save -o aming-centos.tar test
- 我們還可以用該檔案恢復本地映象： docker load --input aming-centos.tar 或者 docker load < aming-centos.tar
6.Docker容器管理
- docker create -it centos6 bash //這樣可以建立一個容器，但該容器並沒有啟動
- docker start container_id //啟動容器後，可以使用 docker ps 檢視到，有start 就有stop，和restart 之前
- 我們使用的docker run 相當於先create再start
- docker run -it centos bash 這樣進入了一個虛擬終端裡面，我們可以執行一些命令，使用命令exit或者ctrl d 退出該bash，當退出後這個容器也會停止。
- docker run -d 可以讓容器在後臺執行比如：docker run -d centos bash -c "while :; do echo "123"; sleep 2; done"
- docker run --name web -itd centos bash // --name 給容器自定義名字
- docker run --rm -it centos bash -c "sleep 30" //--rm 可以讓容器退出後直接刪除，在這裡命令執行完容器就會退出
- docker logs 可以獲取到容器的執行歷史資訊，
- 用法如下 docker logs container_id docker attach
- 可以進入一個後臺執行的容器，比如 docker attach container_id //但是attach命令不算好用，比如我們想要退出終端，就得exit了，這樣容器也就退出了，
- 還有一種方法 docker exec -it container_id bash //可以臨時開啟一個虛擬終端，並且exit後，容器依然執行著
- docker rm container_id //container_id是ps的時候檢視到的，這樣就可以把container刪除，如果是執行的容器，可以加-f docker export container_id > file.tar // 匯出容器，
- 可以遷移到其他機器上，需要匯入 cat file.tar |docker import - aming_test //這樣會生成aming_test的映象
7.Docker倉庫管理
docker pull registry //下載registry 映象，registy為docker官方提供的一個映象，我們可以用它來建立本地的docker私有倉庫。
[[email protected] ~]# docker pull registry
Using default tag: latest
Trying to pull repository docker.io/library/registry ...
latest: Pulling from docker.io/library/registry
d6a5679aa3cf: Pull complete
ad0eac849f8f: Pull complete
2261ba058a15: Pull complete
f296fda86f10: Pull complete
bcd4a541795b: Pull complete
Digest: sha256:5a156ff125e5a12ac7fdec2b90b7e2ae5120fa249cf62248337b6d04abc574c8
Status: Downloaded newer image for docker.io/registry:latestdocker run -d -p 5000:5000 registry //以registry映象啟動容器，-p會把容器的埠對映到宿主機上，:左邊為宿主機監聽埠，:右邊為容器監聽埠
[[email protected] ~]# docker run -d -p 5000:5000 registry
e161b8bb48748e2f2a8683d326e250064620dfc32c5973109533b0b1fbba5b6d
//以registry映象啟動容器，-p會把容器的埠對映到宿主機上，:左邊為宿主機監聽埠，:右邊為容器監聽埠curl 127.0.0.1:5000/v2/_catalog //可以訪問本地的私有云倉庫
[[email protected] ~]# curl 127.0.0.1:5000/v2/_catalog
{"repositories":[]}
//此時我們的倉庫沒有任何映象我們上傳一個映象到我們的私有云倉庫首先要docker tag 0e037beb491d 192.168.139.135:5000/centos
[[email protected] ~]# docker tag 0e037beb491d 192.168.139.135:5000/centos
[[email protected] ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos7 latest 0e037beb491d 46 minutes ago 435 MB
centos latest 0e037beb491d 46 minutes ago 435 MB
192.168.139.135:5000/centos latest 0e037beb491d 46 minutes ago 435 MB
centos_with_nettool latest d010d5769e4f About an hour ago 300 MB
docker.io/centos latest 75835a67d134 7 weeks ago 200 MB
knightlia latest 75835a67d134 7 weeks ago 200 MB
docker.io/registry latest 2e2f252f3c88 2 months ago 33.3 MB
- docker push 192.168.139.135:5000/centos //將映象上傳到本地的私有云上
[[email protected] ~]# docker push 192.168.139.135:5000/centos
The push refers to a repository [192.168.139.135:5000/centos]
788edba9eaa8: Pushed
latest: digest: sha256:2f788c4abc6156f1a62ac8201d6f04a0bb6be66593533ea5ccc0e3a5d8fed232 size: 529
- curl 192.168.139.135:5000/v2/_catalog //可以檢視到推送上來的映象
[[email protected] ~]# curl 192.168.139.135:5000/v2/_catalog
{"repositories":["centos"]}
8.Docker資料管理
- 1. 掛載本地的目錄到容器裡 docker run -tid -v /data/:/data centos bash //-v 用來指定掛載目錄，:前面的/data/為宿主機本地目錄，:後面的/data/為容器裡的目錄，會在容器中自動建立
- 2. 掛載資料卷 其實我們掛載目錄的時候，可以指定容器name，如果不指定就隨機定義了。比如上面我們沒有指定，它就生成了一個名字為relaxed_franklin，這個名字可以使用命令 docker ps 看最右側一列
- docker run -itd --volumes-from relaxed_franklin aming123 bash 這樣，我們使用aming123映象建立了新的容器，並且使用了 relaxed_franklin 容器的資料卷
- 3. 定義資料卷容器 有時候，我們需要多個容器之間相互共享資料，類似於linux裡面的NFS，所以就可以搭建一個專門的資料卷容器，然後其他容器直接掛載該資料卷。
- 首先建立資料卷容器 docker run -itd -v /data/ --name testvol centos bash //注意這裡的/data/是容器的/data目錄，並非本地的/data/目錄。
- 然後讓其他容器掛載該資料卷 docker run -itd --volumes-from testvol aming123 bash
9.Docker資料卷的備份與恢復
- 備份
- mkdir /data/backup
- docker run --volumes-from testvol -v /data/backup/:/backup centos tar cvf /backup/data.tar /data/
- 說明：首先我們需要使用testvol資料卷新開一個容器，同時我們還需要把本地的/vol_data_backup/目錄掛載到該容器的/backup下，這樣在容器中/backup目錄裡面新建的檔案，我們就可以直接在/data/backup/目錄中看到了。 然後再把/data/目錄下面的檔案打包到成data.tar檔案放到/backup目錄下面。
- 恢復 思路： 先新建一個數據卷容器，再建一個新的容器並掛載該資料卷容器，然後再把tar包解包。
- 新建資料卷容器：docker run -itd -v /data/ --name testvol2 centos bash
- 掛載資料卷新建容器，並解包：docker run --volumes-from testvol2 -v /data/backup/:/backup centos tar xf /backup/data.tar