容器Docker详解

时间  2019-11-06
标签 容器 docker 详解 栏目 Docker 繁體版
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1、概述html

1.1 基本概念：java

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言   并听从Apache2.0协议开源。Docker 可让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，而后发布到任何流行的 Linux 机器上，也能够实现虚拟化。容器是彻底使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（相似 iPhone 的 app）,更重要的是容器性能开销极低。mysql

1.2 优点：nginx

简化程序：
Docker 让开发者能够打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，而后发布到任何流行的  Linux 机器上，即可以实现虚拟化。Docker改变了虚拟化的方式，使开发者能够直接将本身的成果放入Docker中进行管理。方便快捷已是 Docker的最大优点，过去须要用数天乃至数周的 任务，在Docker容器的处理下，只须要数秒就能完成。web

节省开支：
一方面，云计算时代到来，使开发者没必要为了追求效果而配置高额的硬件，Docker 改变了高性能必然高价格的思惟定势。Docker 与云的结合，让云空间获得更充分的利用。不只解决了硬件管理的问题，也改变了虚拟化的方式。sql

1.3 与传统VM特性对比：docker

做为一种轻量级的虚拟化方式，Docker在运行应用上跟传统的虚拟机方式相比具备显著优点：shell

Docker容器很快，启动和中止能够在秒级实现，这相比传统的虚拟机方式要快得多。数据库

Docker容器对系统资源需求不多，一台主机上能够同时运行数千个Docker容器。apache

Docker经过相似Git的操做来方便用户获取、分发和更新应用镜像，指令简明，学习成本较低。

Docker经过Dockerfile配置文件来支持灵活的自动化建立和部署机制，提升工做效率。

Docker容器除了运行其中的应用以外，基本不消耗额外的系统资源，保证应用性能的同时，尽可能减少系统开销。

Docker利用Linux系统上的多种防御机制实现了严格可靠的隔离。从1.3版本开始，Docker引入了安全选项和镜像签名机制，极大地提升了使用Docker的安全性。

特性 容器 虚拟机
启动速度 秒级 分钟级
硬盘使用 通常为MB 通常为GB
性能 接近原生 弱于原生
系统支持量 单机支持上千个容器 通常几十个
隔离性 安全隔离 彻底隔离

1.4 基础架构

Docker 使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式，使用远程API来管理和建立Docker容器。

Docker 容器经过 Docker 镜像来建立。

容器与镜像的关系相似于面向对象编程中的对象与类。

Docker 面向对象
                     容器                    对象
                     镜像                      类

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1.5 Docker技术的基础：

  • namespace，容器隔离的基础，保证A容器看不到B容器. 6个名空间：User,Mnt,Network,UTS,IPC,Pid

  • cgroups，容器资源统计和隔离。主要用到的cgroups子系统：cpu,blkio,device,freezer,memory

  • unionfs，典型：aufs/overlayfs，分层镜像实现的基础

1.6 Docker组件：

  • docker Client客户端————>向docker服务器进程发起请求，如:建立、中止、销毁容器等操做

  • docker Server服务器进程—–>处理全部docker的请求，管理全部容器

  • docker Registry镜像仓库——>镜像存放的中央仓库，可看做是存放二进制的scm

2、安装部署

2.1 准备条件

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2.6.32-431 或者更高版本。

2.2 安装docker

yum install docker -y          #安装
systemctl start docker         #启动    
systemctl enable docker        #设置开机自启动

2.3 基本命令

docker search centos   #搜索镜像

默认从国外拉去，速度很慢，可使用daocloud配置加速

 curl -sSL https://get.daocloud.io/daotools/set_mirror.sh | sh -s http://d6f11267.m.daocloud.io
脚本是写入
echo "{\"registry-mirrors\": [\"http://d6f11267.m.daocloud.io\"]}"> /etc/docker/daemon.json
systemctl restart docker              #重启失效

584a343d165a20c2f995d00e63b73342.png

根据需求拉取镜像：

docker pull docker.io/ansible/centos7-ansible

拉去search到的所有镜像：

for i in `docker search centos|awk '!/NAME/{print $2}'`;do docker pull $i;done

查看本地镜像：

docker images

a5970eaa0596c0531afaadc340b34cff.png

2.4 命令整理：

容器操做：

docker create # 建立一个容器可是不启动它
docker run # 建立并启动一个容器
docker stop # 中止容器运行，发送信号SIGTERM
docker start # 启动一个中止状态的容器
docker restart # 重启一个容器
docker rm # 删除一个容器
docker kill # 发送信号给容器，默认SIGKILL
docker attach # 链接(进入)到一个正在运行的容器
docker wait # 阻塞一个容器，直到容器中止运行

获取容器信息：

docker ps # 显示状态为运行（Up）的容器
docker ps -a # 显示全部容器,包括运行中（Up）的和退出的(Exited)
docker inspect # 深刻容器内部获取容器全部信息
docker logs # 查看容器的日志(stdout/stderr)
docker events # 获得docker服务器的实时的事件
docker port # 显示容器的端口映射
docker top # 显示容器的进程信息
docker diff # 显示容器文件系统的先后变化

导出容器：

docker cp # 从容器里向外拷贝文件或目录
docker export # 将容器整个文件系统导出为一个tar包，不带layers、tag等信息

执行：

docker exec # 在容器里执行一个命令，能够执行bash进入交互式

镜像操做：

docker images # 显示本地全部的镜像列表
docker import # 从一个tar包建立一个镜像，每每和export结合使用
docker build # 使用Dockerfile建立镜像（推荐）
docker commit # 从容器建立镜像
docker rmi # 删除一个镜像
docker load # 从一个tar包建立一个镜像，和save配合使用
docker save # 将一个镜像保存为一个tar包，带layers和tag信息
docker history # 显示生成一个镜像的历史命令
docker tag # 为镜像起一个别名

镜像仓库(registry)操做：

docker login # 登陆到一个registry
docker search # 从registry仓库搜索镜像
docker pull # 从仓库下载镜像到本地
docker push # 将一个镜像push到registry仓库中

2.5 简单实践操做

运行并进入容器操做：

docker run -i -t docker.io/1832990/centos6.5  /bin/bash

-t 表示在新容器内指定一个伪终端或终端；

-i表示容许咱们对容器内的 (STDIN) 进行交互；

-d表示将容器在后台运行；

 /bin/bash 。这将在容器内启动 bash shell；

因此当容器（container）启动以后，咱们会获取到一个命令提示符：

de50febadf6ddcbce18fc348b1ab0c0e.png

在容器内咱们安装mysql并设置开机自启动，将修改后的镜像提交：

docker ps -l 查询容器ID
docker commit -m "功能" -a "用户信息" ID tag 提交修改后的镜像

492c5f98644dc2e9b0a230bf69068311.png

docker inspect ID 查看详细信息
docker push ID 上传docker镜像

利用DockerFile建立镜像

使用命令 docker build ， 须要建立一个 Dockerfile 文件，其中包含一组指令来告诉 Docker 如何构建镜像。

mkdir DockerFile
cd DockerFile
cat > Dockerfile <<EOF
FROM 603dd3515fcc
MAINTAINER Docker xuel
RUN yum install mysql mysql-server -y
RUN mddir /etc/sysconfig/network
RUN /etc/init.d/mysqld start
EOF

370397346f81e7b732c4ee2b9279def4.png

docker build -t "centos6.8:mysqld" .

-t  制定repository 与tag

. 指定Dockerfile的路径

注意一个镜像不能超过 127 层

此外，还能够利用 ADD 命令复制本地文件到镜像；

用 EXPOSE 命令来向外部开放端口；

用 CMD 命令来描述容器启动后运行的程序等。

CMD ["/usr/sbin/apachectl", "-D", "FOREGROUND"]

2.6 Dockerfile详解

Dockerfile的指令是忽略大小写的，建议使用大写，使用 # 做为注释，每一行只支持一条指令，每条指令能够携带多个参数。

Dockerfile的指令根据做用能够分为两种，构建指令和设置指令。

构建指令：用于构建image，其指定的操做不会在运行image的容器上执行；

设置指令：用于设置image的属性，其指定的操做将在运行image的容器中执行。

  • FROM（指定基础image）

构建指令，必须指定且须要在Dockerfile其余指令的前面。后续的指令都依赖于该指令指定的image。FROM指令指定的基础image能够是官方远程仓库中的，也能够位于本地仓库。

该指令有两种格式：

FROM <image>                  #指定基础image为该image的最后修改的版本
FROM <image>:<tag>              #指定基础image为该image的一个tag版本。

  • MAINTAINER（用来指定镜像建立者信息）

构建指令，用于将image的制做者相关的信息写入到image中。当咱们对该image执行docker inspect命令时，输出中有相应的字段记录该信息。

MAINTAINER <name>

  • RUN（安装软件用）

构建指令，RUN能够运行任何被基础image支持的命令。如基础image选择了ubuntu，那么软件管理部分只能使用ubuntu的命令。

RUN <command> (the command is run in a shell - `/bin/sh -c`)  
RUN ["executable", "param1", "param2" ... ]  (exec form)

  • CMD（设置container启动时执行的操做）

设置指令，用于container启动时指定的操做。该操做能够是执行自定义脚本，也能够是执行系统命令。该指令只能在文件中存在一次，若是有多个，则只执行最后一条。

CMD ["executable","param1","param2"] (like an exec, this is the preferred form)  
CMD command param1 param2 (as a shell)

ENTRYPOINT指定的是一个可执行的脚本或者程序的路径，该指定的脚本或者程序将会以param1和param2做为参数执行。因此若是CMD指令使用上面的形式，那么Dockerfile中必需要有配套的ENTRYPOINT。当Dockerfile指定了ENTRYPOINT，那么使用下面的格式：

CMD ["param1","param2"] (as default parameters to ENTRYPOINT)

  • ENTRYPOINT（设置container启动时执行的操做）

设置指令，指定容器启动时执行的命令，能够屡次设置，可是只有最后一个有效。

ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] (like an exec, the preferred form)  
ENTRYPOINT command param1 param2 (as a shell)

该指令的使用分为两种状况，一种是独自使用，另外一种和CMD指令配合使用。
当独自使用时，若是你还使用了CMD命令且CMD是一个完整的可执行的命令，那么CMD指令和ENTRYPOINT会互相覆盖只有最后一个CMD或者ENTRYPOINT有效。

# CMD指令将不会被执行，只有ENTRYPOINT指令被执行  
CMD echo “Hello, World!”  
ENTRYPOINT ls -l

另外一种用法和CMD指令配合使用来指定ENTRYPOINT的默认参数，这时CMD指令不是一个完整的可执行命令，仅仅是参数部分；ENTRYPOINT指令只能使用JSON方式指定执行命令，而不能指定参数。

FROM ubuntu  
CMD ["-l"]  
ENTRYPOINT ["/usr/bin/ls"]

  • USER（设置container容器的用户）

设置指令，设置启动容器的用户，默认是root用户

# 指定memcached的运行用户  
ENTRYPOINT ["memcached"]  
USER daemon  
或  
ENTRYPOINT ["memcached", "-u", "daemon"]

  • EXPOSE（指定容器须要映射到宿主机器的端口）

设置指令，该指令会将容器中的端口映射成宿主机器中的某个端口。当你须要访问容器的时候，能够不是用容器的IP地址而是使用宿主机器的IP地址和映射后的端口。要完成整个操做须要两个步骤，首先在Dockerfile使用EXPOSE设置须要映射的容器端口，而后在运行容器的时候指定-p选项加上EXPOSE设置的端口，这样EXPOSE设置的端口号会被随机映射成宿主机器中的一个端口号。也能够指定须要映射到宿主机器的那个端口，这时要确保宿主机器上的端口号没有被使用。EXPOSE指令能够一次设置多个端口号，相应的运行容器的时候，能够配套的屡次使用-p选项。

# 映射一个端口  
EXPOSE port1  
# 相应的运行容器使用的命令  (主机(宿主)端口:容器端口)
docker run -p port1 image  
  
# 映射多个端口  
EXPOSE port1 port2 port3  
# 相应的运行容器使用的命令  
docker run -p port1 -p port2 -p port3 image  
# 还能够指定须要映射到宿主机器上的某个端口号  
docker run -p host_port1:port1 -p host_port2:port2 -p host_port3:port3 image

端口映射是docker比较重要的一个功能，缘由在于咱们每次运行容器的时候容器的IP地址不能指定而是在桥接网卡的地址范围内随机生成的。宿主机器的IP地址是固定的，咱们能够将容器的端口的映射到宿主机器上的一个端口，免去每次访问容器中的某个服务时都要查看容器的IP的地址。对于一个运行的容器，可使用docker port加上容器中须要映射的端口和容器的ID来查看该端口号在宿主机器上的映射端口。

  • ENV（用于设置环境变量）

构建指令，在image中设置一个环境变量。

ENV <key> <value>

设置了后，后续的RUN命令均可以使用，container启动后，能够经过docker inspect查看这个环境变量，也能够经过在docker run --env key=value时设置或修改环境变量。
假如你安装了JAVA程序，须要设置JAVA_HOME，那么能够在Dockerfile中这样写：

ENV JAVA_HOME /path/to/java/dirent

  • ADD（从src复制文件到container的dest路径）

构建指令，全部拷贝到container中的文件和文件夹权限为0755，uid和gid为0；若是是一个目录，那么会将该目录下的全部文件添加到container中，不包括目录；若是文件是可识别的压缩格式，则docker会帮忙解压缩（注意压缩格式）；若是<src>是文件且<dest>中不使用斜杠结束，则会将<dest>视为文件，<src>的内容会写入<dest>；若是<src>是文件且<dest>中使用斜杠结束，则会<src>文件拷贝到<dest>目录下。

ADD <src> <dest>

<src> 是相对被构建的源目录的相对路径，能够是文件或目录的路径，也能够是一个远程的文件url;
<dest> 是container中的绝对路径

  • VOLUME（指定挂载点)

设置指令，使容器中的一个目录具备持久化存储数据的功能，该目录能够被容器自己使用，也能够共享给其余容器使用。咱们知道容器使用的是AUFS，这种文件系统不能持久化数据，当容器关闭后，全部的更改都会丢失。当容器中的应用有持久化数据的需求时能够在Dockerfile中使用该指令。

FROM base  
VOLUME ["/tmp/data"]

  • WORKDIR（切换目录）

设置指令，能够屡次切换(至关于cd命令)，对RUN,CMD,ENTRYPOINT生效。

# 在 /p1/p2 下执行 vim a.txt  
WORKDIR /p1 WORKDIR p2 RUN vim a.txt

2.7 镜像导入导出

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导出镜像到本地：

98c9b4e84d6cfd09a8521039e0e5e9ad.png

docker save -o centos6.5.tar centos6.5 或
docker export f9c99092063c >centos6.5.tar

从本地将镜像导入：

docker load --input centos6.5.tar 或  
docker load < centos6.5.tar

d2bc592a3168c50ea6dfd809dad3c58c.png

docker rm删除已经终止的容器
docker -f rm 能够删除正在运行的容器

修改已经运行的后台容器：

docker exec -it CONTAINER ID /bin/bash

9e258035ff6c1c09fd8a87410b77c316.png

3、存储

3.1数据盘

docker的镜像使用一层一层文件组成的，docker的一些存储引擎能够处理怎么样存储这些文件。

docker inspect centos            #查看容器详细信息

信息下方的Layers，就是centos的文件，这些东西都是只读的不能去修改，咱们基于这个镜像去建立的镜像和容器也会共享这些文件层，而docker会在这些层上面去添加一个可读写的文件层。若是须要修改一些文件层里面的东西的话，docker会复制一份到这个可读写的文件层里面，若是删除容器的话，那么也会删除它对应的可读写的文件层的文件。

若是有些数据你想一直保存的话，好比：web服务器上面的日志，数据库管理系统里面的数据，那么咱们能够把这些数据放到data volumes数据盘里面。它上面的数据，即便把容器删掉，也仍是会永久保留。建立容器的时候，咱们能够去指定数据盘。其实就是去指定一个特定的目录。

docker run -i -t -v /mnt  --name nginx docker.io/nginx /bin/bash

-v：制定挂载到容器内的目录

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使用docker inspect 容器ID能够查看挂载目录对应于宿主机的物理文件路径

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一样，咱们可使用将制定物理宿主机的目录挂载到容器的制定目录下：

将宿主机目录挂载到容器内：

docker run -d -p 80:80 --name nginx -v /webdata/wordpress:/usr/share/nginx/html docker.io/sergeyzh/centos6-nginx

-d 后台运行

--name 给运行的容器命名

-v  宿主机目录：容器目录   将宿主机目录挂载在容器内

-p  宿主机端口：容器监听端口  将容器内应用监听端口映射到物理宿主机的特定端口上

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f8aee4bc4051778ba59e0c00d3f2bdf0.png

映射多个物理目录：（多写几个-v便可）

720666caee8fa6edac22ef6179febb65.png

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3.2 数据容器：

能够建立一个数据容器，也就是再建立容器是指定这个容器的数据盘，而后让其余容器可使用这个容器做为他们的数据盘，有点像继承了这个数据容器指定的数据盘做为数据盘。

首先建立一个数据容器命名为newnginx

docker create -v /mnt -it --name newnginx docker.io/nginx /bin/bash

利用此数据容器容器运行一个容器nginx1,在数据目录/mnt 下建立一个文件

docker run --volumes-from newnginx --name nginx1 -it docker.io/nginx /bin/bash

利用数据容器在建立一个容器nginx2，查看数据目录下容器nginx1建立的文件依旧存在，同理在nginx2的/mnt下建立文件，其余基于数据容器运行的新容器也能够看到文件

ae9d1b83d7cabde598433ef444c65daf.png

3.3 数据盘管理：

在删除容器时，docker默认不会删除其数据盘。

docker volume ls                    #查看数据盘
docker volume ls -f dangling=true        #查看未被容器使用的数据盘
docker volume rm VOLUME NAME        #删除数据盘

6babe72eac1d5deda7b6baa5d408ae89.png

若是想要删除容器时，同时删除掉其数据盘，那么可使用-v参数。

docker rm -v newnginx

4、网络

docker提供几种网络，它决定容器之间和外界和容器之间如何去相互通讯。

docker network ls        #查看网络

3c3b558dc81e98f69dab30c0a9d50cec.png

当Docker进程启动时，会在主机上建立一个名为docker0的虚拟网桥，此主机上启动的Docker容器会链接到这个虚拟网桥上。虚拟网桥的工做方式和物理交换机相似，这样主机上的全部容器就经过交换机连在了一个二层网络中。从docker0子网中分配一个IP给容器使用，并设置docker0的IP地址为容器的默认网关。在主机上建立一对虚拟网卡veth pair设备，Docker将veth pair设备的一端放在新建立的容器中，并命名为eth0（容器的网卡），另外一端放在主机中，以vethxxx这样相似的名字命名，并将这个网络设备加入到docker0网桥中。

4.1 bridge桥接网络

除非建立容器的时候指定网络，否则容器就会默认的使用桥接网络。属于这个网络的容器之间能够相互通讯，不过外界想要访问到这个网络的容器呢，需使用桥接网络，有点像主机和容器之间的一座桥，对容器有一点隔离做用。实际是在iptables作了DNAT规则，实现端口转发功能。可使用iptables -t nat -vnL查看。

4.2 host主机网络

若是启动容器的时候使用host模式，那么这个容器将不会得到一个独立的Network Namespace，而是和宿主机共用一个Network Namespace。容器将不会虚拟出本身的网卡，配置本身的IP等，而是使用宿主机的IP和端口。可是，容器的其余方面，如文件系统、进程列表等仍是和宿主机隔离的。只用这种网络的容器会使用主机的网络，这种网络对外界是彻底开放的，可以访问到主机，就能访问到容器。

4.3 使用none模式

Docker容器拥有本身的Network Namespace，可是，并不为Docker容器进行任何网络配置。也就是说，这个Docker容器没有网卡、IP、路由等信息。须要咱们本身为Docker容器添加网卡、配置IP等。使用此种网络的容器会彻底隔离。

4.4 简单演示：

启动两个容器，查看其容器内部IP地址

for i in `docker ps |grep -v "CONTAINER"|awk '{print $1}'`;do docker inspect $i|grep 'IPAddress';done

查看桥接模式下主机内部容器之间和容器与宿主机直接都可正常通信

e1623e4a2f17c581957424a4aa4f2995.png

docker inspect 容器ID

135cdfff43e9a32e96819c69c2a18840.png

查看host建立的容器内部没有IP地址，它使用的为宿主机的地址

docker run -d --net host docker.io/sergeyzh/centos6-nginx

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1965c24d718ca5d6437c4991110176f4.png

查看host建立的容器内部没有IP地址，它使用的为宿主机的地址

docker run -d --net none docker.io/sergeyzh/centos6-nginx

002f07ebb53e60920fdaa25e59ffea5d.png

4.5 容器端口：

若是想让外界能够访问到，基于bridge网络建立的容器提供的服务，那你能够告诉Docker你要使用哪些接口。若是想查看镜像会使用哪些端口，ExposedPorts，能够获悉镜像使用哪些端口。

docker run -d -p 80 docker.io/sergeyzh/centos6-nginx        
docker port 09648b2ff7f6

-p 参数会在宿主机随机映射一个高端口到容器内的指定端口

a0025b5366276690b9d24b79e3d2a49c.png

docker run -d -p 80:80 docker.io/sergeyzh/centos6-nginx    #将宿主机的80端口映射到容器的80端口

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