《前端运维》三、Docker1镜像与容器

一、基本概念

　　如果我们想要让软件运行起来，首先要保证操作系统的设置，其次还需要依赖各种组件和库的正确安装。那么虚拟机就是一种带环境安装的一种解决方案，它可以实现在一种操作系统里面运行另外一种操作系统，但是虚拟机的缺点也是十分明显的，资源占用多、冗余步骤多、启动速度慢。由于虚拟机存在的这些令人诟病的缺点。Linux发展出了另一种虚拟化技术，Linux Containers，即Linux容器，缩写为LXC。

　　Linux容器并没有虚拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。或者说，在正常进程的外面套了一层保护层。对于容器里面的进程来说，它接触到的各种资源都是虚拟的，从而实现与底层系统的隔离。Linux的容器也十分明显，体积小、启动快、资源占用也是极少的。

　　Docker属于Linux容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口。它是目前最流行的Linux容器解决方案。Docker将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里面。运行这个文件，就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里面运行，就好像在真实的物理机上运行一样。

　　同时Docker的应用场景也十分广泛，比如：单项目打包、整套项目打包、新开源技术、环境一致性、持续集成、微服务、弹性伸缩等。

　　下面我们来看一张图，来学习下Docker体系的结构：

　　我们看上图哦，Docker通过Docker Client的客户端发送指令，驱动Docker Engine引擎来启动容器，然后通过Containerd来管理对应容器的内容，然后，shim只用来管理每个独立的容器，通过runC这个轻量级的工具来启动容器。在启动容器的时候，可能会去Image Repository镜像仓库中去取对应的依赖。

　　Docker提供了一些内部的组件，我们也需要了解一下：

• namespaces，命名空间，Linux内核提供的一种对进程资源隔离的机制，例如进程、网络、挂载等资源。
• cgroups，控制组，linux内核提供的一种限制进程资源的机制，例如cpu、内存等资源。
• unonFS，联合文件系统，支持将不同位置的目录挂载到同一虚拟文件系统中，形成一种分层的模型。

二、Docker安装

　　首先docker的版本类型上，分为企业版和社区版，咱们用社区版就可以了，企业版是付费的。它的安装文档地址在：https://docs.docker.com/engine/install/centos/。

　　我们通过下面的命令来安装下docker：

　　先安装docker的一些依赖：

yum install -y yum-utils   device-mapper-persistent-data   lvm2

　　再安装docker的安装源：

yum-config-manager     --add-repo     https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

　　最后安装docker：

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

　　这样，我们的docker就安装好了。然后我们看下常用的一些命令：

# 启动docker
systemctl start docker
# 查看docker信息
docker version
docker info
# 卸载docker
yum remove docker
# 删除docker相关的文件夹
rm -rf /var/lib/docker

　　我们也可以把相关的软件依赖改成阿里云的镜像地址，这样下载的时候会快一些，我就不多说了，因为我没改：

# 创建一个文件
sudo mkdir -p /etc/docker
# 写入一些配置
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://fwvjnv59.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
# 重载所有修改过的配置文件 
# daemon-reload: 重新加载某个服务的配置文件
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

三、Docker镜像

 　　Docker把应用程序及其依赖，打包再image镜像文件里面，只有通过这个文件，才能生成Docker容器。image镜像文件可以看作是容器的模板。Docker根据image镜像文件生成容器的实例。同一个image镜像文件，可以生成多个同时运行的image实例。镜像文件不是一个单一的文件，而是有多层次的结构。容器其实就是在image镜像的最上面一层加了一层读写层。在运行容器里做的任何文件改动，都会写到这个读写层里。如果容器删除了，最上面的读写层也就删除了，改动也就丢失了。

　　我们可以通过docker history [id/name] 查看镜像中各层级的内容及大小，每层对应着dockerfile中的一条指令。

　　下面我们来学习下一些基本的命令：

1. docker image ls，查看全部镜像。字段含义如下：

   REPOSITORY	仓库地址
   TAG	标签
   IMAGE_ID	镜像ID
   CREATED	创建时间
   SIZE	镜像大小

2. docker search [imageName]，查找镜像。字段含义如下：

   字段	含义
   NAME	名称
   DESCRIPTION	描述
   STARTS	星星的数量
   OFFICIAL	是否官方源

3. docker history [imageName]，查看镜像历史。
4. docker inspect [imageName]，显示一个或多个镜像信息。
5. docker pull [imageName]，拉取镜像。
6. docker push [imageName]，推送一个镜像到镜像仓库。
7. docker rmi [imageName]，删除镜像。
8. docker image prune，移除未使用的镜像，没有标记或被任何容器引用。
9. tag，标记本地镜像，将其归入某一仓库
   • 语法：docker tag [OPTIONS] IMAGE[:TAG] [REGISTRYHOST/][USERNAME/]NAME[:TAG]。
   • 例子：docker tag centos:7 zaking/centos:v1。
10. export，将容器文件系统作为一个tar归档文件导出到STDOUT。
    • 语法：docker export [OPTIONS] CONTAINER。
    • docker export -o hello-world.tar b2712f1067a3。
11. import，导入容器快照文件系统tar归档文件并创建镜像。
    • 语法：docker import [OPTIONS] file/URL/- [REPOSITORY[:TAG]。
    • 例子：docker import hello-world.tar。
12. save，将指定文件保存成tar文件。
    • 语法：docker save [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]。
    • docker save -o hello-world.tar hello-world:latest。
13. load，加载tar文件并创建镜像。
    • 例子：docker load -i hello-world.tar。
14. build，根据Dockerfile构建镜像。
• 语法：docker build [OPTIONS] PATH / URL / -。
• 例子：docker build -t zf/ubuntu:v1。

　　然后，我们学习了一些相关的命令，下面我们来拿这些命令做一些实践：

　　首先，我们查找一下centos镜像：

docker search centos

　　然后，我们把centos的镜像拉取到本地，如果你这里下载很慢的话，请回头安装阿里源，嘻嘻：

docker pull centos

　　然后，我们可以使用fs命令，查看下现在有哪些镜像：

docker image ls

　　下一步我们从远程镜像仓库拉取一个docker官方的例子镜像到本地的镜像仓库：

docker pull docker.io/hello-world

　　然后，可以通过rmi命令，删除本地镜像：

docker rmi hello-world

四、Docker容器

 　　首先，我们来学习下一些有关于容器的基本概念。docker run 命令会从image镜像文件中生成一个正在运行的容器实例。该命令具有自动抓取image镜像文件的功能，如果发现本地没有指定的image文件，就会从仓库自动抓取。输出提示后，实例就会停止运行，容器自动终止，当然，并不是所有的容器都会自动终止。同过image镜像文件生成的生成的容器实例，本身也是一个文件，成为容器文件。生成了容器后，就会同时存在两个文件，image镜像文件和容器文件。关闭容器并不会删除容器文件，只是停止容器的运行。

　　下面，我们来学习一下容器有关的命令：

1. docker run：启动容器。
   • 例子：docker run ubuntu /bin/echo 'hello world'。这句话的意思就是，通过ubuntu镜像生成一个容器，在容器中执行/bin/echo 'helloworld'的命令。我们看下图，当我们想要执行的命令在容器中打印后，该容器就自动终止了。这就是我们上面说到的含义。另外，如果本地没有对应的镜像，docker会自动去docker hub拉取。
   • 参数：
     • -i，--interactive：交互式。
     • -t，-tty：分配一个伪终端。
     • -d，--detach：运行容器到后台。
     • -a，--attach list：附加到运行的容器。
     • -e，--env list：设置环境变量。
     • -p，--publish list：发布容器端口到主机。
     • -P，--publish-all：。
2. docker ps：查看容器。
   • 参数：
     • -a：显示所有的容器，包括已停止的。
     • -l：显示最新的那个容器。

       字段	含义
       CONTAINER ID	容器ID
       IMAGE	使用的镜像
       COMMAND	使用的命令
       CREATED	创建时间
       STATUS	状态
       PORTS	端口号
       NAMES	自动分配的名称

3. docker run -i -t ubuntu /bin/bash：运行交互式的容器。可以通过exit命令或CTRL+D退出交互界面。
   • -t=--interactive 在新容器内指定一个伪终端或终端。
   • -i=--tty 允许你对容器内的标准输入 (STDIN) 进行交互。
4. docker kill：kill是不管容器同不同意，直接执行kill -9，强行终止；stop的话，首先给容器发送一个TERM信号，让容器做一些退出前必须的保护性、安全性操作，然后让容器自动停止运行，如果在一段时间内，容器还是没有停止，再进行kill -9，强行终止。
   
   • 例子：docker kill 5a5c3a760f61。
5. docker rm：删除容器。
   • 例子：docker rm 5a5c3a760f61。
   • docker rm $(docker ps -a -q)。删除所有的容器，-a，所有的，-q显示id号。就是批量删除所有的意思。
6. docker start [containerId]：启动容器。
7. docker stop [containerId]：停止容器。
8. docker attach [containerID]：进入一个容器。
9. docker container -exec -it [containerID] /bin/bash：进入一个正在进行中的容器。
10. docker container cp [containerID]/readme.md .：拷贝文件。
11. docker run --rm ubuntu /bin/bash：自动删除。
12. docker container stats：显示容器资源使用统计。
13. docker container top：显示一个容器运行的进程。
14. docker update -m 500m 6d1a25f95132：更新一个或多个容器配置。
15. 列出指定的容器的端口映射：

    docker run -d -p 8080:80 nginx 
    docker container port containerID　

16. docker logs [containerId]：查看docker容器的输出。

　　下面，我们把上面学习的命令来实践一下：

　　刚才我们在学习run命令的时候已经启动了一个容器并打印出了命令，那个是最基础的方法，那下面，我们来查看下我们的容器都有哪些：

docker ps -a

 　　哈，只有一个，就是我们刚才执行的那个。下面我们来试一下启动一个交互式的容器：

docker run -i -t ubuntu /bin/bash 

　　我们就进入了交互式容器的伪终端里，可以进行命令交互。然后我们执行下面的命令：

docker run centos ping www.baidu.com

　　执行了这个命令后，就会一直ping www.baidu.com，别的事就干不了了，只能看着：

　　此时，我们就需要--detach参数，进入后台运行：

docker run --detach centos ping www.baidu.com

　　然后，这个容器就会在后台运行：

 　　那，我想要查看这个容器里面的日志怎么办呢，通过下面的命令就可以查看对应容器里的日志了：

docker logs --follow [id/name]

　　当然，我们也可以通过attach，重新进入这个容器。

docker attach [id]

　　然后，可以通过stop命令，停止某个正在运行中的容器：

docker stop [containerId]

 　　docker stop是否能停止，是由容器内部指定的，需要运行完一些必要的容器才会停止。如果你希望可以立即杀死该容器，直接强行终止，就使用kill命令。停止了以后，我们可以通过docker start来重新启动。

　　然后，我们可以通过rm命令，删除已有的容器：

docker ps -a

　　先通过ps命令看下目前容器的id，然后通过rm删除：

docker rm [id]

　　这样一个一个删除太慢了，我们可以通过下面的命令批量删除：

docker rm $(docker ps -a -q)

　　很简单吧。

1、其它命令实践：

　　下面我们来练习下其他命令，我们先启动个hello-world的容器：

docker run hello-world

　　然后我们把这个容器导出：

docker export -o hello-world.tar [cantainerId]

　　然后我们看下这个文件：　　

 　　删除这个容器：

docker rm [containerId]

　　然后镜像文件也删除掉：

docker rmi hello-world

 　　然后，我们可以通过import命令，把刚才导出的tar包，再导入回来：

docker import hello-world.tar

 　　就是这个了。

 　　save命令可以把指定镜像打包成tar文件：

docker save -o redis.tar redis:latest

　　然后删除你刚才打包成tar的镜像，怎么删除我就不说了啊。删除了之后，我们可以通过load命令，把刚才的tar包下载回来。

docker load -i redis.tar

　　用户既可以使用 docker load 来导入镜像存储文件到本地镜像库，也可以使用 docker import 来导入一个容器快照到本地镜像库。这两者的区别在于容器(import)快照文件将丢弃所有的历史记录和元数据信息（即仅保存容器当时的快照状态），而镜像(load)存储文件将保存完整记录，体积也要大。此外，从容器(import)快照文件导入时可以重新指定标签等元数据信息。

 2、下面我们来实践一些容器相关的：

　　我们先后台跑起来前面的那个ping命令：

docker run --detach centos ping www.baidu.com

　　然后，我们来用stats看下它的状态：

docker stats [containerId]

 　　然后可以通过top命令，查看一个运行中容器的进程：

docker top [containerId]

 　　我们还可以使用update命令更新一个或多个容器的配置，看stats那个图，LIMIT是1.7G左右，我们来通过update命令，限制一下它的内存：

docker update -m 500m [containerId]

 　　可惜报错了，他跟你说还要同时设置memoryswap，设置一下呗：

 　　然后LIMIT就变成了500M，简单吧。

3、下面我们来实践下如何映射指定容器的端口：

　　先使用下面的命令，启动一个docker容器中的nginx：

docker run -d -P nginx

　　这样会自动指定与宿主机的端口映射。

 　　图中红框的部分就是自动指定的与宿主机的映射，我们也可以手动设置：

docker run -d -p 8080:80

 　　这个意思就是说宿主机的ip是8080端口映射到docker容器的nginx的80端口。

4、学习下如何commit命令制作个性化镜像：

　　我们先停止并删除之前所有的容器：

docker stop $(docker ps -a -q)
docker rm $(docker ps -a -q)

　　然后像之前的例子一样，启动一个nginx容器。

　　通过下面的命令进入到容器的伪终端中：

docker exec -it [containerId]/bin/bash

　　然后，我们进入到容器的nginx存储html文件的目录，/usr/share/nginx/html：

cd /usr/share/nginx/html

　　创建一个html文件：

echo hello > hello.html

　　然后我们再打开一个命令行，访问一下刚才的nginx服务，要注意查看端口号哦：

 　　这样就成功了。下面看下如何基于这个容器，建一个新的镜像：

docker commit -m'zakings nginx' -a'zaking' 0a90e57ca86b zaking/zakingnginx

　　这段代码是什么意思呢，docker commit -m'描述信息' -a'作者信息' [containerId] [包名]。

 　　我们可以查看下：

 　　多了我们刚才生成的镜像。下面我们清空下容器，使用我们自己创建的镜像创建容器：

 　　不多说了，实践好多遍了。

　　然后呢，实际上就是跟之前的方式一样，创建nginx容器，并自动设置端口号就好了：

docker run -d -P [你自己刚才生成的镜像名字]

 　　然后，在另一个终端访问下：

 　　直接就出来了，不需要我们再重新创建了。当然，如果要发布到远程仓库，需要注册账号。这个我就不多说了，大家有兴趣可以自己试一下。

　　好啦，关于容器和镜像的部分。就先到这里了。