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Posted 2021-10-28 小凡it故事

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了❤️99%的读者❤️都会收藏的Docker入门到实战的技术文章相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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虚拟化技术之docker技术详解(二)

虚拟化技术之docker技术详解(二)

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前言

博文介绍

回首这半年写作之旅，将所学技术、项目实战的东西，分享给大家。一路走来，小编从没有忘记初心，决心分享高质量的运维技术，不断提升自己，帮助linux爱好者。上一篇博文就给大家带来了超详细的docker 容器技术以及相关的虚拟化概念，今天接着介绍docker 基础用法，这篇文章文章大概1.5w字，从0到1 ，全面的介绍了docker,从入门到实战，如果学习过程中遇到问题，可以查看专栏介绍私信我，我会尽量帮助处理。

本文将独立成立一个虚拟化技术专栏，后续持续更新虚拟化Docker、K8s等文章，欢迎大家订阅
往期:docker虚拟化技术概念(一)

一、Docker 概念简述

1.1 Docker 是什么？

使用最广泛的开源容器引擎
一种操作系统级的虚拟化技术、依赖于Linux内核特性：Namespace（资源隔离）和Cgroups（资源限制）
一个简单的应用程序打包工具

1.2 Docker 版本及支持平台

Docker版本：
- 社区版（Community Edition，CE）
- 企业版（Enterprise Edition，EE）
支持平台：
- Linux（CentOS,Debian,Fedora,Oracle Linux,RHEL,SUSE和Ubuntu）
- Mac
- Windows

1.3 为什么要使用Docker 容器技术

上线流程繁琐

开发—> 测试 —> 申请资源 —> 审批 —> 部署 —> 测试
资源利用率低，造成资源浪费
扩容/缩容不及时
服务器环境臃肿，维护难度越来越困难

1.4 Docker VS 传统虚拟化

# 传统虚拟化
--->底层 计算机硬件资源(电源、内存、CPU) 
---> Host OS (宿主机操作系统)，好比自己的 笔记本的windows 系统
--->Hypervisor(运行在物理和虚拟机之间的，是虚拟化的核心，模拟多个虚拟机所具备的资源，包含虚拟机资源调度) ，好比你笔记本安装的VMware workstation 软件。
---> Guest OS 虚拟系统(自己安装的虚拟机)，自己在VM 创建的虚拟主机
---> APP 系统中的程序|服务等

# docker 容器技术
--->底层 计算机硬件资源(电源、内存、CPU) 
---> Host OS (宿主机操作系统)，好比自己的 笔记本的windows 系统
--->docker Engine docker 引擎，相当于大船，运 集装箱的容器，少了Guest OS 子系统
--->系统中的程序|服务等

1.5 Docker 应用场景

应用程序打包和发布
应用程序隔离
持续集成
部署微服务
快速搭建测试环境
提供PaaS 产品(平台即服务)

1.6 Docker 设计目标

提供简单的应用程序打包工具
多环境保持一致性
提高运维工作人员效率

1.7 Docker 技术架构

Docker 是基于C/S 端的

# Docker Client
执行docker 的命令

# Host
Docker的主机，安装完Docker 后，会有一个守护进程
执行docker 命令后，Daemon 进程会使用本地镜像去创建 容器，启动容器
如果本地没有这个镜像，它会从docker 镜像仓库中拉去镜像。

# Docker Registry
镜像

1.8 Docker 文件系统类型介绍

aufs

AUFS是Docker最先使用的storage driver，Docker在Debian，Ubuntu系的系统中默认使用aufs，它技术很成熟，社区支持也很好，特点如下： 
 1.容器启动速度很快 
 2.存储空间利用很高效 
 3.内存的利用很高效

AUFS是一种联合文件系统，意思是它将同一个主机下的不同目录堆叠起来（类似于栈）成为一个整体，对外提供统一的视图。AUFS是用联合挂载来做到这一点。 

AUFS使用单一挂载点将多个目录挂载到一起，组成一个栈，对外提供统一的视图，栈中的每个目录作为一个分支。栈中的每个目录包括联合挂载点都必须在同一个主机上。 
在Docker中，AUFS实现了镜像的分层。AUFS中的分支对应镜像中的层。 

此外，容器启动时创建的读写层也作为AUFS的一个分支挂载在联合挂载点上。

devicemapper

`在RedHat系中使用device mapper。device mapper在Linux2.6内核中被并入内核，它很稳定，也有很好的社区支持。`device mapper将所有的镜像和容器存储在它自己的虚拟设备上，这些虚拟设备是一些支持写时复制策略的快照设备。device mapper工作在块层次上而不是文件层次上，这意味着它的`写时复制策略不需要拷贝整个文件`。 device mapper创建镜像的过程如下： 
- 使用device mapper的storge driver创建一个精简配置池；精简配置池由块设备创建；- 接下来创建一个基础设备； 
- 每个镜像和镜像层都是基础设备的快照；这写快照支持写时复制策略，这意味着它们起始都是空的，当有数据写入时才耗费空间。在device mapper作为storage driver的系统中，容器层container layer是它依赖的镜像的快照。与镜像一样，container layer也支持写时复制策略，它保存了所有对容器的更改。当有数据需要写入时，device mapper就为它们在资源池中分配空间； 

写入数据：
对容器的写操作由“需要时分配”策略完成。更新已有数据由“写时复制”策略完成，这些操作都在块的层次上完成，每个块的大小为64KB； 
向容器写入56KB的新数据的步骤如下： 
- 进程向容器发出写56KB数据的请求； 
- device mapper的“需要时分配”策略分配一个64KB的块给容器快照(container snapshot)；如果要写入的数据大于64KB，就分配多个大小为64KB的块。 
- 将数据写入新分配的块中；

OverlayFS文件系统简介

`OverlayFS是目前使用比较广泛的层次文件系统`，是一种类似Aufs的一种堆叠文件系统，于2014年正式合入Linux 3.18主线内核，OverlayFS文件系统，实现简单，而且性能很好，可以充分利用不同或则相同Overlay文件系统的Page Cache，具有：`上下合并、同名遮盖、写时拷贝`等特点。

Docker虚拟化Overlay存储驱动利用了很多OverlayFS特性来构建和管理镜像与容器的磁盘结构。 从Docker1.12起，Docker也支持Overlay2存储驱动，相比于Overlay来说，Overlay2在inode优化上更加高效。但Overlay2驱动只兼容Linux kernel 4.0+以上的版本。
OverlayFS加入Linux Kernel主线后，在Linux Kernel模块中的名称从Overlayfs改名为Overlay。在真

实使用中，`OverlayFS代表整个文件系统，而Overlay/Overlay2表示Docker的存储驱动。`

在Docker虚拟化技术中，OverlayFS将一个Linux主机中的两个目录组合起来，一个在上，一个在下，对外提供统一的视图。这两个目录就是层layer，将两个层组合在一起的技术被成为联合挂载Union mount。在OverlayFS中，上层的目录被称作upperdir，下层的，目录被称作lowerdir，对外提供的统一视图被称作merged。

1.9 Docker 镜像、容器、仓库核心概念

镜像

创建容器的基础，类似于虚拟机的快照功能，可以理解为一个面向docker容器引擎的只读模板，每个镜像都有一个tag标签，作为其标识；比如：一个镜像可以是一个完整的centos系统，称之为centos镜像；也可以是一个安装了mysql的应用程序，称之为mysql镜像；

容器

基于镜像所创建的实例，可以被启动、停止、删除，多个容器之间互相隔离，互不可见的，可以保证容器的进程隔离性与平台的安全性，也可以把容器看作成为一个简易的linux环境，可以利用容器来部署业务；

仓库

仓库作为docker集中存放镜像的位置，当创建了自己的镜像后，可以使用push命令将镜像上传到公共仓库（public）或者私有仓库（private），这样下次再次使用时，直接从仓库pull下来即可；
仓库注册服务器（registry）是存放仓库的地方，其中包含很多仓库，如果无私有仓库，则使用当前docker最大的公共仓库docker hub，其中存放了数量庞大的镜像供用户下载使用（注：docker hub的账号需要梯子注册，国内网络无法收验证码）；

1.10 Docker 安装

Docker 官方文档(https://docs.docker.com)

# yum 安装
安装前建议关闭selinux和firewalld
 1.安装依赖包
    yum install -y yum-utils 
 2.添加Docker软件包源
    yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker -ce.repo
 3.安装Docker CE
    yum install -y docker -ce
4.启动Docker服务并设置开机启动
    systemctl start docker
    systemctl enable docker

# 编译安装(忽略，一般人不用)

阿里云源：

https://developer.aliyun.com/mirror/docker-ce

二、Centos 7 构建Docker 平台实战

2.1 实验环境

环境介绍
服务器名称版本 IP地址
docker-server CentOS 7.6 10.0.0.8

服务器名称	版本	IP地址
docker-server	CentOS 7.6	10.0.0.8

2.2 Docker 部署

安装步骤

# 官方安装教程
[root@docker-server~]#  yum install -y yum-utils
[root@docker-server~]# yum-config-manager  --add-repo  https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# 安装docker-ce
yum install -y docker-ce

# 查看docker 版本
docker version
docker info

2.3 Docker 基础用法

基本使用

# 查看docker 信息
root@docker-server~]#docker version
root@docker-server~]#docker info

# 查看本地镜像
[root@docker-server~]# docker images 
REPOSITORY     TAG       IMAGE ID       CREATED      SIZE
tomcat         latest    c662ee449a7e   4 days ago   680MB
nginx          latest    f8f4ffc8092c   5 days ago   133MB
rivers/nginx   v1        f8f4ffc8092c   5 days ago   133MB

# 搜索镜像
root@docker-server~]# docker search nginx

# 下载镜像
[root@docker-server~]# docker pull nginx

# 运行docker 中的nginx 容器
[root@web02_server~]# docker images
REPOSITORY          TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
redis               latest    5d89766432d0   5 days ago    105MB
nginx               latest    f8f4ffc8092c   5 days ago    133MB
consol/tomcat-7.0   latest    7c34bafd1150   6 years ago   601MB

[root@docker-server~]# docker run -itd nginx
121962a620a5f18e56fb63e8cf19668f6d1be067eeccfcceaa27437355f0d499

[root@web02_server~]# docker run -itd -p 8088:8080 consol/tomcat-7.0:latest
3088f97bbd9af1d080b117b2b94fdea35f0461f5d9b0bba0e0c50eaabed8370e

# 查看容器进程
# docker ps 查看正在运行的 进程
[root@docker-server~]# docker ps -a # 显示所有的容器，包括未运行的

# 停止|重启|杀死 一个容器
 #1.通过CONTAINER ID 关闭 (ID通过docker ps查看)
[root@web02_server~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                                   NAMES
51399f33ff35   nginx     "/docker-entrypoint.…"   36 minutes ago   Up 36 minutes   0.0.0.0:8080->80/tcp, :::8080->80/tcp   adoring_leavitt
[root@web02_server~]# docker kill 51399f33ff35

 # 2.通过names stop|start 启动关闭
 
[root@web02_server~]# docker run -d -p 8099:8080 --name nginx-test nginx
bede0dff127c16c61c4221d217d33ec84c6d317e6cfdc6d8c6afe54a9428145b
[root@web02_server~]# docker stop nginx-test
nginx-test
[root@web02_server~]# docker start nginx-test
nginx-test 

 3.通过Dashboard页面关闭
# 暴露一个端口，宿主机进行访问
[root@docker-server~]# docker run -d -p 8080:80 nginx
51399f33ff3563d9444796d926409ce51e509f7b9e652fce75c415082dc72b27

浏览器输入：10.0.0.8:8080 即可访问容器里面的 nginx
浏览器输入：http://10.0.0.8:8088/，即可访问tomcat

三、Docker 镜像管理

3.1 镜像是什么？

一个分层存储的文件，不是一个单一的文件
一个软件的环境
一个镜像可以创建N个容器
一种标准化的交付
一个不包含Linux内核而又精简的Linux操作系统

3.2 配置加速器

Docker Hub是由Docker公司负责维护的公共镜像仓库，包含大量的容器镜像，Docker工具默认从这个公共镜像库下载镜像。

地址：https://hub.docker.com

# Docker镜像修改方法，vim /etc/docker/daemon.json，执行如下命令即可：

vi /etc/docker/daemon.json 
{
"registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}

# 如果没有daemon.json文件，可以手动创建一个

# 重启docker
systemctl restart docker

3.3 镜像常用管理命令

docker 命令参数

[root@docker-server~]# docker --help

# docker 语法
Usage:  docker [OPTIONS] COMMAND

A self-sufficient runtime for containers
# 常用选项参数，基本用不到
Options:
      --config string      Location of client config files
                           (default "/root/.docker")
  -c, --context string     Name of the context to use to connect
                           to the daemon (overrides DOCKER_HOST
                           env var and default context set with
                           "docker context use")
  -D, --debug              Enable debug mode
  -H, --host list          Daemon socket(s) to connect to
  -l, --log-level string   Set the logging level
                           ("debug"|"info"|"warn"|"error"|"fatal")
                           (default "info")
      --tls                Use TLS; implied by --tlsverify
      --tlscacert string   Trust certs signed only by this CA
                           (default "/root/.docker/ca.pem")
      --tlscert string     Path to TLS certificate file (default
                           "/root/.docker/cert.pem")
      --tlskey string      Path to TLS key file (default
                           "/root/.docker/key.pem")
      --tlsverify          Use TLS and verify the remote
  -v, --version            Print version information and quit

# docker 管理命令，后来分类细化后才有的
Management Commands:
  app*        Docker App (Docker Inc., v0.9.1-beta3)
  builder     Manage builds
  buildx*     Build with BuildKit (Docker Inc., v0.6.1-docker)
  config      Manage Docker configs
  container   Manage containers
  context     Manage contexts
  image       Manage images
  manifest    Manage Docker image manifests and manifest lists
  network     Manage networks
  node        Manage Swarm nodes
  plugin      Manage plugins
  scan*       Docker Scan (Docker Inc., v0.8.0)
  secret      Manage Docker secrets
  service     Manage services
  stack       Manage Docker stacks
  swarm       Manage Swarm
  system      Manage Docker
  trust       Manage trust on Docker images
  volume      Manage volumes

# docker 命令，开始只有command命令，没有管理命令
Commands:
  attach      Attach local standard input, output, and error streams to a running container
  build       Build an image from a Dockerfile
  commit      Create a new image from a container's changes
  cp          Copy files/folders between a container and the local filesystem
  create      Create a new container
  diff        Inspect changes to files or directories on a container's filesystem
  events      Get real time events from the server
  exec        Run a command in a running container
  export      Export a container's filesystem as a tar archive
  history     Show the history of an image
  images      List images
  import      Import the contents from a tarball to create a filesystem image
  info        Display system-wide information
  inspect     Return low-level information on Docker objects
  kill        Kill one or more running containers
  load        Load an image from a tar archive or STDIN
  login       Log in to a Docker registry
  logout      Log out from a Docker registry
  logs        Fetch the logs of a container
  pause       Pause all processes within one or more containers
  port        List port mappings or a specific mapping for the container
  ps          List containers
  pull        Pull an image or a repository from a registry
  push        Push an image or a repository to a registry
  rename      Rename a container
  restart     Restart one or more containers
  rm          Remove one or more containers
  rmi         Remove one or more images
  run         Run a command in a new container
  save        Save one or more images to a tar archive (streamed to STDOUT by default)
  search      Search the Docker Hub for images
  start       Start one or more stopped containers
  stats       Display a live stream of container(s) resource usage statistics
  stop        Stop one or more running containers
  tag         Create a tag TARGET_IMAGE that refers to SOURCE_IMAGE
  top         Display the running processes of a container
  unpause     Unpause all processes within one or more containers
  update      Update configuration of one or more containers
  version     Show the Docker version information
  wait        Block until one or more containers stop, then print their exit codes

# docker命令主要分2部分，早期 只有command 这一部分，当发展到CE 版本，对docker 命令做了一个分类，形成了Management Commands 这一部分

常用管理命令

指令	描述	eg:
ls	列出本地镜像	docker images ls
build	构建镜像来自Dockerfile	后面详细介绍
history	查看镜像历史	docker history nginx
inspect	现实一个或多个镜像详细信息	docker inspect tomcat
pull	从镜像仓库拉取镜像	docker pull nginx
push	推送一个镜像到镜像仓库	docker push rivers/nginx:v1
rm	移除一个或多个镜像	docker rm redis
prune	移除没有被标记或者没有任何容器引用的镜像，-a 就会删除所有本地镜像(`docker image prune -a`)	docker image prune
tag	创建一个引用源镜像标记目标镜像	docker tag nginx:latest rivers/nginx:v1
save	保存一个或多个镜像到一个tar 归档文件(假如某台不能上网，就在可以上网的机器上拉取，归档，scp传过去，加载)	docker save nginx -o nginx.tar
load	加载镜像来自tar归档或标准输入	docker load -i nginx.tar

三、Docker 容器管理

3.1 创建容器常用选项

创建镜像常用选项

选项	描述
-i, –interactive	交互式
-t, –tty	分配一个伪终端
-d, –detach	运行容器到后台
-e, –env	设置环境变量
-p, –publish list	发布容器端口到主机
-P, –publish-all	发布容器所有EXPOSE的端口到宿主机随机端口
–name string	指定容器名称
-h, –hostname	设置容器主机名
–ip string	指定容器IP，只能用于自定义网络
–network	连接容器到一个网络
-v, –volume list –mount mount（新方式)	将文件系统附加到容器
–restart string	容器退出时重启策略，默认no，可选值：[always]
-m，–memory	容器可以使用的最大内存量
–memory-swap	允许交换到磁盘的内存量
–memory-swappiness=<0-100>	容器使用SWAP分区交换的百分比（0-100，默认为-1）
–oom-kill-disable	禁用OOM Killer
–cpus	可以使用的CPU数量
–cpuset -cpus	限制容器使用特定的CPU核心，如(0-3, 0,1)
–cpu-shares	CPU共享（相对权重）

3.2 常用管理命令