《前端運維》三、Docker-1鏡像與容器

《前端運維》三、Docker–1鏡像與容器

2022 年 3 月 25 日
筆記

一、基本概念

　　如果我們想要讓軟件運行起來，首先要保證操作系統的設置，其次還需要依賴各種組件和庫的正確安裝。那麼虛擬機就是一種帶環境安裝的一種解決方案，它可以實現在一種操作系統裏面運行另外一種操作系統，但是虛擬機的缺點也是十分明顯的，資源佔用多、冗餘步驟多、啟動速度慢。由於虛擬機存在的這些令人詬病的缺點。Linux發展出了另一種虛擬化技術，Linux Containers，即Linux容器，縮寫為LXC。

　　Linux容器並沒有虛擬一個完整的操作系統，而是對進程進行隔離。或者說，在正常進程的外面套了一層保護層。對於容器裏面的進程來說，它接觸到的各種資源都是虛擬的，從而實現與底層系統的隔離。Linux的容器也十分明顯，體積小、啟動快、資源佔用也是極少的。

　　Docker屬於Linux容器的一種封裝，提供簡單易用的容器使用接口。它是目前最流行的Linux容器解決方案。Docker將應用程序與該程序的依賴，打包在一個文件裏面。運行這個文件，就會生成一個虛擬容器。程序在這個虛擬容器裏面運行，就好像在真實的物理機上運行一樣。

　　同時Docker的應用場景也十分廣泛，比如：單項目打包、整套項目打包、新開源技術、環境一致性、持續集成、微服務、彈性伸縮等。

　　下面我們來看一張圖，來學習下Docker體系的結構：

　　我們看上圖哦，Docker通過Docker Client的客戶端發送指令，驅動Docker Engine引擎來啟動容器，然後通過Containerd來管理對應容器的內容，然後，shim只用來管理每個獨立的容器，通過runC這個輕量級的工具來啟動容器。在啟動容器的時候，可能會去Image Repository鏡像倉庫中去取對應的依賴。

　　Docker提供了一些內部的組件，我們也需要了解一下：

namespaces，命名空間，Linux內核提供的一種對進程資源隔離的機制，例如進程、網絡、掛載等資源。
cgroups，控制組，linux內核提供的一種限制進程資源的機制，例如cpu、內存等資源。
unonFS，聯合文件系統，支持將不同位置的目錄掛載到同一虛擬文件系統中，形成一種分層的模型。

二、Docker安裝

　　首先docker的版本類型上，分為企業版和社區版，咱們用社區版就可以了，企業版是付費的。它的安裝文檔地址在：//docs.docker.com/engine/install/centos/。

　　我們通過下面的命令來安裝下docker：

　　先安裝docker的一些依賴：

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

　　再安裝docker的安裝源：

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

　　最後安裝docker：

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

　　這樣，我們的docker就安裝好了。然後我們看下常用的一些命令：

# 啟動docker
systemctl start docker
# 查看docker信息
docker version
docker info
# 卸載docker
yum remove docker
# 刪除docker相關的文件夾
rm -rf /var/lib/docker

　　我們也可以把相關的軟件依賴改成阿里雲的鏡像地址，這樣下載的時候會快一些，我就不多說了，因為我沒改：

# 創建一個文件
sudo mkdir -p /etc/docker
# 寫入一些配置
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["//fwvjnv59.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
# 重載所有修改過的配置文件 
# daemon-reload: 重新加載某個服務的配置文件
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

三、Docker鏡像

　　Docker把應用程序及其依賴，打包再image鏡像文件裏面，只有通過這個文件，才能生成Docker容器。image鏡像文件可以看作是容器的模板。Docker根據image鏡像文件生成容器的實例。同一個image鏡像文件，可以生成多個同時運行的image實例。鏡像文件不是一個單一的文件，而是有多層次的結構。容器其實就是在image鏡像的最上面一層加了一層讀寫層。在運行容器里做的任何文件改動，都會寫到這個讀寫層里。如果容器刪除了，最上面的讀寫層也就刪除了，改動也就丟失了。

　　我們可以通過docker history [id/name] 查看鏡像中各層級的內容及大小，每層對應着dockerfile中的一條指令。

　　下面我們來學習下一些基本的命令：

docker image ls，查看全部鏡像。字段含義如下：

REPOSITORY 倉庫地址

TAG 標籤

IMAGE_ID 鏡像ID

CREATED 創建時間

SIZE 鏡像大小
docker search [imageName]，查找鏡像。字段含義如下：

字段含義

NAME 名稱

DESCRIPTION 描述

STARTS 星星的數量

OFFICIAL 是否官方源
docker history [imageName]，查看鏡像歷史。
docker inspect [imageName]，顯示一個或多個鏡像信息。
docker pull [imageName]，拉取鏡像。
docker push [imageName]，推送一個鏡像到鏡像倉庫。
docker rmi [imageName]，刪除鏡像。
docker image prune，移除未使用的鏡像，沒有標記或被任何容器引用。
tag，標記本地鏡像，將其歸入某一倉庫
- 語法：docker tag [OPTIONS] IMAGE[:TAG] [REGISTRYHOST/][USERNAME/]NAME[:TAG]。
- 例子：docker tag centos:7 zaking/centos:v1。
export，將容器文件系統作為一個tar歸檔文件導出到STDOUT。
- 語法：docker export [OPTIONS] CONTAINER。
- docker export -o hello-world.tar b2712f1067a3。
import，導入容器快照文件系統tar歸檔文件並創建鏡像。
- 語法：docker import [OPTIONS] file/URL/- [REPOSITORY[:TAG]。
- 例子：docker import hello-world.tar。
save，將指定文件保存成tar文件。
- 語法：docker save [OPTIONS] IMAGE [IMAGE…]。
- docker save -o hello-world.tar hello-world:latest。
load，加載tar文件並創建鏡像。
- 例子：docker load -i hello-world.tar。
build，根據Dockerfile構建鏡像。

字段	含義
NAME	名稱
DESCRIPTION	描述
STARTS	星星的數量
OFFICIAL	是否官方源

語法：docker build [OPTIONS] PATH / URL / -。
例子：docker build -t zf/ubuntu:v1。

　　然後，我們學習了一些相關的命令，下面我們來拿這些命令做一些實踐：

　　首先，我們查找一下centos鏡像：

docker search centos

　　然後，我們把centos的鏡像拉取到本地，如果你這裡下載很慢的話，請回頭安裝阿里源，嘻嘻：

docker pull centos

　　然後，我們可以使用fs命令，查看下現在有哪些鏡像：

docker image ls

　　下一步我們從遠程鏡像倉庫拉取一個docker官方的例子鏡像到本地的鏡像倉庫：

docker pull docker.io/hello-world

　　然後，可以通過rmi命令，刪除本地鏡像：

docker rmi hello-world

四、Docker容器

　　首先，我們來學習下一些有關於容器的基本概念。docker run 命令會從image鏡像文件中生成一個正在運行的容器實例。該命令具有自動抓取image鏡像文件的功能，如果發現本地沒有指定的image文件，就會從倉庫自動抓取。輸出提示後，實例就會停止運行，容器自動終止，當然，並不是所有的容器都會自動終止。同過image鏡像文件生成的生成的容器實例，本身也是一個文件，成為容器文件。生成了容器後，就會同時存在兩個文件，image鏡像文件和容器文件。關閉容器並不會刪除容器文件，只是停止容器的運行。

　　下面，我們來學習一下容器有關的命令：

docker run：啟動容器。
- 例子：docker run ubuntu /bin/echo ‘hello world’。這句話的意思就是，通過ubuntu鏡像生成一個容器，在容器中執行/bin/echo ‘helloworld’的命令。我們看下圖，當我們想要執行的命令在容器中打印後，該容器就自動終止了。這就是我們上面說到的含義。另外，如果本地沒有對應的鏡像，docker會自動去docker hub拉取。
- 參數：
  - -i，–interactive：交互式。
  - -t，-tty：分配一個偽終端。
  - -d，–detach：運行容器到後台。
  - -a，–attach list：附加到運行的容器。
  - -e，–env list：設置環境變量。
  - -p，–publish list：發佈容器端口到主機。
  - -P，–publish-all：。
docker ps：查看容器。
- 參數：
  - -a：顯示所有的容器，包括已停止的。
  - -l：顯示最新的那個容器。
    
    字段含義
    
    CONTAINER ID 容器ID
    
    IMAGE 使用的鏡像
    
    COMMAND 使用的命令
    
    CREATED 創建時間
    
    STATUS 狀態
    
    PORTS 端口號
    
    NAMES 自動分配的名稱
docker run -i -t ubuntu /bin/bash：運行交互式的容器。可以通過exit命令或CTRL+D退出交互界面。
- -t=–interactive 在新容器內指定一個偽終端或終端。
- -i=–tty 允許你對容器內的標準輸入 (STDIN) 進行交互。
docker kill：kill是不管容器同不同意，直接執行kill -9，強行終止；stop的話，首先給容器發送一個TERM信號，讓容器做一些退出前必須的保護性、安全性操作，然後讓容器自動停止運行，如果在一段時間內，容器還是沒有停止，再進行kill -9，強行終止。
- 例子：docker kill 5a5c3a760f61。
docker rm：刪除容器。
- 例子：docker rm 5a5c3a760f61。
- docker rm $(docker ps -a -q)。刪除所有的容器，-a，所有的，-q顯示id號。就是批量刪除所有的意思。
docker start [containerId]：啟動容器。
docker stop [containerId]：停止容器。
docker attach [containerID]：進入一個容器。
docker container -exec -it [containerID] /bin/bash：進入一個正在進行中的容器。
docker container cp [containerID]/readme.md .：拷貝文件。
docker run –rm ubuntu /bin/bash：自動刪除。
docker container stats：顯示容器資源使用統計。
docker container top：顯示一個容器運行的進程。
docker update -m 500m 6d1a25f95132：更新一個或多個容器配置。

字段	含義
CONTAINER ID	容器ID
IMAGE	使用的鏡像
COMMAND	使用的命令
CREATED	創建時間
STATUS	狀態
PORTS	端口號
NAMES	自動分配的名稱

列出指定的容器的端口映射：

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

docker logs [containerId]：查看docker容器的輸出。

　　下面，我們把上面學習的命令來實踐一下：

　　剛才我們在學習run命令的時候已經啟動了一個容器並打印出了命令，那個是最基礎的方法，那下面，我們來查看下我們的容器都有哪些：

docker ps -a

　　哈，只有一個，就是我們剛才執行的那個。下面我們來試一下啟動一個交互式的容器：

docker run -i -t ubuntu /bin/bash

　　我們就進入了交互式容器的偽終端里，可以進行命令交互。然後我們執行下面的命令：

docker run centos ping www.baidu.com

　　執行了這個命令後，就會一直ping www.baidu.com，別的事就幹不了了，只能看着：

　　此時，我們就需要–detach參數，進入後台運行：

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

　　然後，這個容器就會在後台運行：

　　那，我想要查看這個容器裏面的日誌怎麼辦呢，通過下面的命令就可以查看對應容器里的日誌了：

docker logs --follow [id/name]

　　當然，我們也可以通過attach，重新進入這個容器。

docker attach [id]

　　然後，可以通過stop命令，停止某個正在運行中的容器：

docker stop [containerId]

　　docker stop是否能停止，是由容器內部指定的，需要運行完一些必要的容器才會停止。如果你希望可以立即殺死該容器，直接強行終止，就使用kill命令。停止了以後，我們可以通過docker start來重新啟動。

　　然後，我們可以通過rm命令，刪除已有的容器：

docker ps -a

　　先通過ps命令看下目前容器的id，然後通過rm刪除：

docker rm [id]

　　這樣一個一個刪除太慢了，我們可以通過下面的命令批量刪除：

docker rm $(docker ps -a -q)

　　很簡單吧。

1、其它命令實踐：

　　下面我們來練習下其他命令，我們先啟動個hello-world的容器：

docker run hello-world

　　然後我們把這個容器導出：

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

　　然後我們看下這個文件：　　

　　刪除這個容器：

docker rm [containerId]

　　然後鏡像文件也刪除掉：

docker rmi hello-world

　　然後，我們可以通過import命令，把剛才導出的tar包，再導入回來：

docker import hello-world.tar

　　就是這個了。

　　save命令可以把指定鏡像打包成tar文件：

docker save -o redis.tar redis:latest

　　然後刪除你剛才打包成tar的鏡像，怎麼刪除我就不說了啊。刪除了之後，我們可以通過load命令，把剛才的tar包下載回來。

docker load -i redis.tar

　　用戶既可以使用 docker load 來導入鏡像存儲文件到本地鏡像庫，也可以使用 docker import 來導入一個容器快照到本地鏡像庫。這兩者的區別在於容器(import)快照文件將丟棄所有的歷史記錄和元數據信息（即僅保存容器當時的快照狀態），而鏡像(load)存儲文件將保存完整記錄，體積也要大。此外，從容器(import)快照文件導入時可以重新指定標籤等元數據信息。

2、下面我們來實踐一些容器相關的：

　　我們先後台跑起來前面的那個ping命令：

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

　　然後，我們來用stats看下它的狀態：

docker stats [containerId]

　　然後可以通過top命令，查看一個運行中容器的進程：

docker top [containerId]

　　我們還可以使用update命令更新一個或多個容器的配置，看stats那個圖，LIMIT是1.7G左右，我們來通過update命令，限制一下它的內存：

docker update -m 500m [containerId]

　　可惜報錯了，他跟你說還要同時設置memoryswap，設置一下唄：

　　然後LIMIT就變成了500M，簡單吧。

3、下面我們來實踐下如何映射指定容器的端口：

　　先使用下面的命令，啟動一個docker容器中的nginx：

docker run -d -P nginx

　　這樣會自動指定與宿主機的端口映射。

　　圖中紅框的部分就是自動指定的與宿主機的映射，我們也可以手動設置：

docker run -d -p 8080:80

　　這個意思就是說宿主機的ip是8080端口映射到docker容器的nginx的80端口。

4、學習下如何commit命令製作個性化鏡像：

　　我們先停止並刪除之前所有的容器：

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

　　然後像之前的例子一樣，啟動一個nginx容器。

　　通過下面的命令進入到容器的偽終端中：

docker exec -it [containerId]/bin/bash

　　然後，我們進入到容器的nginx存儲html文件的目錄，/usr/share/nginx/html：

cd /usr/share/nginx/html

　　創建一個html文件：

echo hello > hello.html

　　然後我們再打開一個命令行，訪問一下剛才的nginx服務，要注意查看端口號哦：

　　這樣就成功了。下面看下如何基於這個容器，建一個新的鏡像：

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

　　這段代碼是什麼意思呢，docker commit -m’描述信息’ -a’作者信息’ [containerId] [包名]。

　　我們可以查看下：

　　多了我們剛才生成的鏡像。下面我們清空下容器，使用我們自己創建的鏡像創建容器：

　　不多說了，實踐好多遍了。

　　然後呢，實際上就是跟之前的方式一樣，創建nginx容器，並自動設置端口號就好了：

docker run -d -P [你自己剛才生成的鏡像名字]

　　然後，在另一個終端訪問下：

　　直接就出來了，不需要我們再重新創建了。當然，如果要發佈到遠程倉庫，需要註冊賬號。這個我就不多說了，大家有興趣可以自己試一下。

　　好啦，關於容器和鏡像的部分。就先到這裡了。