Docker的使用

Posted 2022-12-07 覃会程

文章目录

• • • 1、简介
    • 2、核心概念
    • 3、在linux虚拟机上安装docker
    • 4、镜像操作
    • • Dockerfile构建镜像
      • • 1. 编写Dockerfile文件
        • 2. 部署文件
        • 3. 制作镜像
    • 5、容器操作
    • • 其他常用命令
    • 6、底层原理
    • 7、docker镜像加载原理
    • 8、容器数据卷
    • • 数据卷简介：
      • 数据卷使用方式：
    • 9、具名挂载和匿名挂载
    • 10、DockerFile
    • • DockerFile构建过程
      • DockerFile指令
    • 11、Docker网络

1、简介

Docker是一个开源的应用容器引擎；是一个轻量级容器技术；

Docker支持将软件编译成一个镜像；然后在镜像中各种软件做好配置，将镜像发布出去，其他使用者可以直接使用这个镜像；

运行中的这个镜像称为容器，容器启动是非常快速的。

2、核心概念

docker主机(Host)：安装了Docker程序的机器（Docker直接安装在操作系统之上）；

docker客户端(Client)：连接docker主机进行操作；

docker仓库(Registry)：用来保存各种打包好的软件镜像；

docker镜像(Images)：软件打包好的镜像；放在docker仓库中；

docker容器(Container)：镜像启动后的实例称为一个容器；容器是独立运行的一个或一组应用

3、在linux虚拟机上安装docker

步骤：

1、检查内核版本，必须是3.10及以上
uname -r
2、安装docker
yum install docker
3、输入y确认安装
4、启动docker
[root@localhost ~]# systemctl start docker
[root@localhost ~]# docker -v
Docker version 1.12.6, build 3e8e77d/1.12.6
5、开机启动docker
[root@localhost ~]# systemctl enable docker
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service to /usr/lib/systemd/system/docker.service.
6、停止docker
systemctl stop docker

4、镜像操作

操作	命令	说明
检索	docker search 关键字 eg：docker search redis	我们经常去docker hub上检索镜像的详细信息，如镜像的TAG。
拉取	docker pull 镜像名:tag	:tag是可选的，tag表示标签，多为软件的版本，默认是latest
列表	docker images	查看所有本地镜像
删除	docker rmi image-id	删除指定的本地镜像

镜像查找网站：
https://hub.docker.com/

Dockerfile构建镜像

1. 编写Dockerfile文件

# Docker image for springboot file run
# VERSION 0.0.1
# Author: eangulee
# 基础镜像使用java
FROM java:8
# 作者
MAINTAINER autogeneration
# VOLUME 指定了临时文件目录为/tmp。
# 其效果是在主机 /var/lib/docker 目录下创建了一个临时文件，并链接到容器的/tmp
VOLUME /tmp 
# 将jar包添加到容器中并更名为app.jar
ADD demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar 
# 运行jar包
RUN bash -c 'touch /app.jar'
ENTRYPOINT ["java","-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom","-jar","/app.jar"]

说明：

• 项目的 jar 文件作为 “app.jar” 添加到容器的
• ENTRYPOINT 执行项目 app.jar。为了缩短 Tomcat 启动时间，添加一个系统属性指向 “/dev/./urandom” 作为 Entropy Source

2. 部署文件

在服务器新建一个docker文件夹，将maven打包好的jar包和Dockerfile文件复制到的一个文件夹下

3. 制作镜像

执行下面命令， 看好，最后面有个"."点！

docker build -t springbootdemo4docker .

-t 参数是指定此镜像的名字

制作完成后通过docker images命令查看我们制作的镜像

可以使用docker save命令导出镜像

docker save -o springbootdemo4docker

存在的问题：

• 制作出的镜像运行后，查看运行状态是已退出的状态

目前的解决思路：

• 需要查看日志，确定是否是代码问题。

• Dockerfile可能编写不正确，Dockerfile的导入的依赖与项目中的依赖可能不一样，制作出的镜像可能有问题。

5、容器操作

软件镜像（安装程序）----运行镜像----产生一个容器（正在运行的软件）；

步骤：

1、搜索镜像
[root@localhost ~]# docker search tomcat

2、拉取镜像
[root@localhost ~]# docker pull tomcat

3、根据镜像启动容器
docker run --name mytomcat -d tomcat:latest

4、docker ps  
查看运行中的容器

5、 停止运行中的容器
docker stop  容器的id

6、查看所有的容器(包括已经停止的)
docker ps -a

7、启动容器
docker start 容器id

8、删除一个容器
 docker rm 容器id
 
9、启动一个做了端口映射的tomcat（一个镜像可以启动多个容器，只要设置的端口不一样就行）
[root@localhost ~]# docker run -d -p 8888:8080 tomcat
-d：后台运行
-p: 将主机的端口映射到容器的一个端口    主机端口:容器内部的端口

10、重启容器
docker restart 容器id

11、强制停止当前容器
docker kill 容器id

12、关闭linux的防火墙
service firewalld status ；查看防火墙状态
service firewalld stop：关闭防火墙
13、查看容器的日志
docker logs container-name/container-id

命令参考：
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/docker/

• 常见的坑:docker容器使用后台运行，就必须要有要一个前台进程，docker发现没有应用，就会自动停止。比如后台启动centos镜像时。

比较Docker和虚拟机技术的不同:

• 传统虚拟机，虚拟出一条硬件，运行一个完整的操作系统，然后在这个系统上安装和运行软件。
• 容器内的应用直接运行在宿主机的内容，容器是没有自己的内核的，也没有虚拟我们的硬件，所以就轻便了。
• 每个容器间是互相隔离，每个容器内都有一个属于自己的文件系统，互不影响。

其他常用命令

查看容器的日志命令
$ docker logs [OPTIONS] CONTAINER
  Options:
        --details        显示更多的信息
    -f, --follow         跟踪实时日志
        --since string   显示自某个timestamp之后的日志，或相对时间，如42m（即42分钟）
        --tail string    从日志末尾显示多少行日志， 默认是all
    -t, --timestamps     显示时间戳
        --until string   显示自某个timestamp之前的日志，或相对时间，如42m（即42分钟）

查看容器中进程信息
docker top 容器id(容器名称也可以)
 
查看镜像的元数据
docker inspect  镜像id（容器id也可以）

进入当前正在运行的容器
docker exec  -it  容器id

从容器内拷贝文件到主机上
docker cp  容器id:容器内路径    目的的主机路径

docker 把容器commit成镜像
docker commit +参数 模板容器 构成的镜像 
主要参数选项包括：
-a ，–author=”” 作者信息
-m，–message=”” 提交信息
-p，–pause=true 提交是暂停容器运行

命令总结图：

6、底层原理

Docker是怎么工作的?

  Docker是一个Client-Server结构的系统，Docker的守护进程运行在主机上。通过Socket从客户端访问!DockerServer接收到Docker-Client的指令，就会执行这个命令!

Docker为什么比VM快?

1. Docker有着比虚拟机更少的抽象层。
2. docker利用的是宿主机的内核，vm 需要是Guest Os。
   

  所以说，新建一个容器的时候，docker不需要想虚拟机一样重新加载一个操作系统内核，避免引导。虚拟机是加载Guest OS，分钟级别的，而docker是利用宿主机的操作系统吗，省略了这个复杂的过程，秒级!

总结：
  容器镜像只是提供了一套文件系统中的各种文件，而各种内核相关的模块或者特性支持，完全依赖于宿主机

docker的宿主系统是centos，为什么可以运行ubuntu的镜像呢？

• 参考文章：原因

docker的宿主系统是windows,为什么能运行centos镜像？

• 因为windows版本的docker虚拟了Linux内核

7、docker镜像加载原理

联合文件系统：

  UnionFS(联合文件系统）: 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 virtualfilesystem)。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。

特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，只能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录

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。

• boots(boot fle system)主要包含bootloader和kernel（内核）, 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。

平时我们安装进虚拟机的CentOS都是好几个G，为什么Docker里的CentOS镜像才200M ?

对于一个精简的OS, rootfs 可以很小，只需要包含最基本的命令，工具和程序库就可以了，因为底层直接用Host的kerne
，自己只需要提供rootfs就可以了。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。

分层理解：

这种情况下，上层镜像层中的文件覆盖了底层镜像层中的文件。这样就使得文件的更新版本作为一个新镜像层添加到镜像当中。Docker通过存储引擎(新版本采用快照机制)的方式来实现镜像层堆栈，并保证多镜像层对外展示为统一的文件系统。

特点：

• Docker镜像都是只读的，当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部!
• 这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层!
• 当我们运行镜像后在容器内进行了一些修改，我们可以将改动后的容器commit成新的镜像。这时就会把容器层在原来镜像的基础上叠加进去形成新的镜像。

8、容器数据卷

数据卷简介：

docker将应用和环境打包成一个镜像，如果数据都在容器中，那么我们容器删除，数据就会丢失!比如把mysql容器删了，数据库的数据就会丢失删库跑路！这时需要将容器的数据可以存储在本地!

容器之间可以有一个数据共享的技术！Docker容器中产生的数据，同步到本地!这就是卷技术!目录的挂载，将我们容器内的目录，挂载到Linux上面!

总结：容器数据卷是容器的持久化和同步操作！容器间也是可以数据共享的！

数据卷使用方式：

方式一：使用命令进行挂载 -v

docker run -it -v 主机目录:容器内目录

容器启动后，可以通过docker inspect 容器id查看挂载情况

挂载后无论是在主机上修改还是在容器上修改都会进行同步，容器停止再启动时会重新同步主机上的目录。

9、具名挂载和匿名挂载

• 所有的docker容器内的卷，没有指定目录的情况下都是在/var/lib/docker/volumes/xxxx/_data路径下
• 我们通过具名挂载可以方便的找到我们的一个卷，大多数情况在使用的具名挂载

如何确定是具名挂载还是匿名挂载,还是指定路径挂载!

-v 容器内路径             #匿名挂载
-v 卷名:容器内路径        #具名挂载
-v /宿主机路径::容器内路径  #指定路径挂载!

设置数据卷的读写权限

• ro 只读，只要看到ro就说明这个路径只能通过宿主机来操作，容器内部是无法操作!
• rw 可读可写

#—旦这个了设置了容器权限，容器对我们挂载出来的内容就有限定了!
docker run -d -p --name nginx02 -v juming-nginx :/etc/nginx:ro nginx
docker run -d -p --name nginx02 -v juming-nginx :/etc/nginx:rw nginx

10、DockerFile

DockerFile构建过程

基础知识：

1. 每个保留关键字（指令）都是必须是大写字母
2. 执行从上到下顺序执行
3. #表示注释
4. 每一个指令都会创建提交一个新的镜像层，并提交!
   

dockerfile是面向开发的，要发布项目，做镜像，就需要编写dockerfile文件，这个文件十分简单!Docker镜像逐渐成为企业交付的标准。

• DockerFile：构建文件，定义了一切的步骤，源代码
• DockerImages：通过 DockerFile构建生成的镜像，最终发布和运行的产品!
• Docker容器：容器就是镜像运行起来提供服务器

DockerFile指令

CMD 和 ENTRYPOINT命令的区别

• CMD命令，run命令启动镜像时，末尾的命令参数会替换掉CMD的命令参数。
• ENTRYPOINT命令，run命令启动镜像时，会将末尾的命令参数进行追加到ENTRYPOINT命令中。

11、Docker网络

查看容器的内部网络地址ip addr，发现容器启动的时候会得到一个ethO@if9 ip地址，docker分配的

• 我们每启动一个docker容器，docker就会给docker容器分配一个ip，我们只要安装了docker，就会有一个网卡docker0桥接模式，使用的技术是evth-pair技术！
• 这个容器带来网卡，都是一对对的
• evth-pair 就是一对的虚拟设备接口，他们都是成对出现的，一端连着协议，一端彼此相连
• 正因为有这个特性，evth-pair 充当一个桥粱，连接各种虚拟网络设备的

原理图如下：

• tomcat01和tomcat02是公用的一个路由器，dockerO。

• 所有的容器不指定网络的情况下，都是docker0路由的，docker会给我们的容器分配一个默认的可用IP

• docker容器中所有的网络接口都是虚拟的

• 如果容器被删除，则对应的网桥就没了，下次会重新分配