docker的初步应用

Docker简介 为什么要Docker

​ 开发和运维的交互流程存在重大问题，通过Docker的镜像技术，打包开发运行代码的所有运行环境，将整个镜像交给运维上线，就不会出现交互流程出现问题，代码不能上线测试。

一句话总结：解决了运行环境和配置问题的软件容器，
方便做持续集成并有助于整体发布的容器虚拟化技术。一次镜像，处处运行

容器和虚拟机比较

​ 传统虚拟机缺点：资源占用多，启动速度慢，冗余步骤多。

​ Linux容器化技术：将某一个软件运行所需要的全部资源打包到一个隔离的容器中。容器和虚拟机不同，容器不需要捆绑一整套的操作系统

​ Docker容器化技术: 是直接复用本地的操作系统，而传统的虚拟机则是在硬件层面实现虚拟化。和传统虚拟机的相比，Docker容器化技术，启动速度更快，占用体积小。

Docker为什么比虚拟机快

• Docker有比虚拟机更少的抽象层，不需要像虚拟机一样虚拟硬件资源，会直接复用宿主机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上docker将会在效率上有明显优势。
• docker利用的是宿主机的内核,而不需要加载操作系统OS内核
  • 当Docker启动一个容器时，不需要启动再次加载操作系统内核，会直接复用，进而避免某些耗时的资源加载过程。当新建一个虚拟机时,虚拟机软件需要加载OS,返回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,则省略了返回过程,因此新建一个docker容器只需要几秒钟。

Docker能干嘛

基于容器化技术、开发/运维新一代Devops工程师。能快速的搭建节点。

更高效的系统资源利用， 更快速的应用交付和部署。。。。。

Docker的基本组成 三大要素

• 镜像：Docker镜像是一个模板，可以通过这个镜像来创建多个容器。它相当于Java中的类，而容器相当于Java中的对象。容器是镜像的具体实现。

• 容器：Docker利用容器运行一个个的应用。容器是利用镜像创建的运行实例。容器给镜像提供了一个标准的隔离和运行的环境。每个容器都是相互隔离的。可以看成一个小型的Linux系统，只加载容器中应用必要的Linux环境

• 仓库：

  • ​ 就是放镜像的地方，打包好的镜像放在仓库中，类似于Maven的中央仓库存放Jar包。官方提供了官方的Docker仓库，是Docker Hub。
  • 仓库分为私有仓库，共有仓库。
  • 最大的公开仓库是 Docker Hub(https://hub.docker.com/)，国内有阿里云、网易云提供的公有仓库。

Docker平台架构图解(入门图解)

运行docker run 命令时，会先在本地仓库查找镜像，本地仓库没有再去远程仓库中查找，远程仓库还没有就会报错。

Docker工作原理

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。相当于系统中运行了一个服务。

小总结：

需要正确的理解仓库/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是image镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生成Docker容器实例(类似Java中new出来一个对象)。
• ​ 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。
• Docker每个容器都是一个小型的Linux系统

去哪下载

官网：docker官网：http://www.docker.com

仓库：Docker Hub官网: https://hub.docker.com/

Docker安装 前提说明

Docker依赖于Linux内核环境，所以Docker只能在已经运行的Linux上运行。

Docker安装步骤

• 确保是CentOS7以上的版本。

• 执行命令卸载旧版本Docker，如果yum报告这些依赖都没有安装，则进行下一步。

yum remove docker 
                  docker-client 
                  docker-client-latest 
                  docker-common 
                  docker-latest 
                  docker-latest-logrotate 
                  docker-logrotate 
                  docker-engine

• yum安装gcc相关

• yum -y install gcc
  yum -y install gcc-c++
  

• 设置Docker拉取镜像的仓库

  sudo yum install -y yum-utils
   sudo 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 Engine

   sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
  

• 配置阿里云镜像加速（加快镜像拉取速度）

  进入阿里云的控制中心

  https://home.console.aliyun.com/home/dashboard/ProductAndService

• 执行shell命令

  sudo mkdir -p /etc/docker
  sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
  {
    "registry-mirrors": [“..........”] #你自己的阿里云加速器地址
  }
  EOF
  sudo systemctl daemon-reload
  sudo systemctl restart docker
  

  安装完成。

• 通过运行hello-world来检测是否正确安装

•  sudo docker run hello-world
  

有这个界面代表正确安装完成

卸载Docker

yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io

rm -rf /var/lib/docker
rm -rf /var/lib/containerd

Docker命令 帮助启动类命令 启动Docker

 systemctl start docker

查看Docker状态

systemctl status docker

重启docker：

systemctl restart docker

开机自启Docker

systemctl enable docker

停止Docker

systemctl stop docker

查看Docker的概要信息

docker info

查看Docker总体帮助文档

docker --help

查看Docker命令帮助文档

docker 具体命令 --help

镜像命令 列出本地主机上的镜像

docker images -options

• -options :
  • -q :只显示镜像ID。
  • -a: -a :列出本地所有的镜像（含历史映像层）

• REPOSITORY:镜像的名字
• TAG:镜像的版本（lastest ：代表最新版）
• IMAGE ID :镜像的唯一标识
• CREATED:镜像的创建时间
• SIZE:镜像的大小

拉取镜像

docker pull 镜像名:版本 #(版本可以忽略不写，不写默认就是最新版)

搜索镜像

docker search 镜像名 #可以从仓库中检索镜像

• ​ -option
  • –ilmit ：只要列出N个镜像，默认为25个

• NAME :镜像名字
• DESCRIPTION :有关镜像的描述
• STARTS：点赞的数量
• OFFICIAL：是不是官方提供的镜像
• AUTOMATED : 是否自动构建

查看镜像/容器/数据卷所占的空间

docer system df

删除镜像

docker rmi  -f 镜像ID #删除单个镜像

docker rmi -f 镜像名1:TAG 镜像名2:TAG  #删除多个

docker rmi -f $(docker images -qa) #删除所有镜像

• -options
  • -f 强制删除，不需要提醒

面试题：谈谈docker虚悬镜像是什么？

答：就是仓库名 和TAG标签为none的镜像就是虚悬镜像

容器命令

有镜像才能创建容器，这是根本前提,所以我们需要从中央仓库拉取一个镜像（这里拉取Ubuntu镜像为例）

docker pull ubuntu #默认使用最新版

新建+启动容器

docker run [-option] 镜像名：TAG  [Command]

• -Option

  • –name：指定容器启动的名字

  • -d：守护式运行，也就是后台运行。

  • -i : 以交互式运行容器，通常和-t一起使用。

  • -t：为容器分配一个输入终端。通常和-i搭配使用

  • -P：随机端口映射，大写P

  • -p：指定端口映射，小写P

查看容器

docker ps [-OPTIONS] #不加-a默认显示正在运行的容器

• OPTIONS
  • -a : 展示所有容器（正在运行，运行过的容器都算）
  • -l：展示最新创建的容器
  • -n ： 展示 指定个数的容器
  • -q：只显示容器ID

退出容器

exit  #第一种
ctrl+p+q # 第二种

区别：

exit：退出容器后，容器不会再运行

ctrl+p+q：退出容器后，容器还会运行

启动容器（不是新建）

docker start [options] 容器ID

• option
  • -i ：交互式启动

重启容器

docker restart 容器ID或者容器名

停止容器

docker stop 容器ID

强制停止容器

docker kill 容器ID

删除容器

docker rm 容器ID #删除单个容器
docker rm 容器ID 容器ID #删除多个容器
docker rm ￥(docker ps -qa) #删除全部容器
docker ps -a -q | xargs docker rm #删除多个容器

启动守护式容器（后台服务器）

• ​ 像Redis，Mysql这种只需要在后台运行的，我们不需要创建交互式的容器，所以我们创建一个守护式容器

docker run -d 镜像ID 

redis 前后台启动演示case

1. ​ 前台交互式启动

docker run -it redis:6.0.9

2、后台守护式运行

docker run -d redis:6.0.9

查看容器日志

docker logs 容器ID

查看容器内运行的进程(容器是个小型Linux)

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并以命令行交互

docker exec [OPTIONS] 容器ID /bin/bash

使用exec进入容器内部以后使用exit退出容器时，容器不会停止。

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

导入和导出容器

• 导出容器的内容留作为一个tar归档文件

docker export 容器ID > 文件名.tar

• 从tar包中的内容创建一个新的文件系统再导入为镜像

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

导入的镜像为虚悬镜像

Docker镜像 镜像是什么

是一种轻量、可以独立运行的软件包。我们把应用程序和配置依赖打包形成一个可以支付的运行环境。这个运行环境就是镜像文件。
只有通过这个镜像文件才能创建容器。

UnionFS（联合文件系统）

1. ​ 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。

镜像分层

1. ​ 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

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镜像的最底层是引导文件系统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。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KFS8fItd-1650980660579)(…/…/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20220426210939761.png)]

​ 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。

镜像的理解

1. 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”。

2. 所有对容器的改动 - 无论添加、删除、还是修改文件都只会发生在容器层中。只有容器层是可写的，容器层下面的所有镜像层都是只读的。

Docker镜像commit操作案例 docker commit提交容器副本使之成为一个新的镜像

docker commit [options] 容器ID 要提交本地的仓库

• option：
  • -a:作者
  • -m：提交信息

Docker将本地镜像发布到云（这里是阿里云）

利用docker commit 生成镜像

创建镜像仓库

根据阿里云给的步骤进行。

提交成功