【生信】Docker生信基础

Docker生信基础

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Docker可以做什么？

• 提供一个虚拟化的操作平台，便于安装依赖不同版本系统的工具软件
• 提供一个即时可用的应用软件或流程的镜像，开发者可将软件部署到镜像中，使用者直接下载使用
• 提供一个系统资源分配的灵活方式，可以为不同用户的程序分配独立的计算空间

Docker的基本概念

• 镜像 (Images): 是一种超轻量级的虚拟化方式。 镜像有自己的唯一ID，名字和标签，比如ubuntu:latest, django:1.6等。 通常是在已有的镜像（多数是Linux操作系统的镜像）的基础上构建自己的、具有新功能的镜像。
• 容器 (Containers): 是一种超轻量级的虚拟机，是镜像运行所处的可读写的状态。容器里面可以安装、运行程序，还可以把安装好的程序存储起来获得新的镜像。

与传统虚拟机很大的不同在于，一个容器通常只运行一个程序。在Docker中，应用程序和数据文件是分开的，因此可以在不影响数据的情况下快速升级代码或系统。

• 数据卷 (Volumes): 永久保存数据的磁盘空间。Docker允许用户定义哪一部分是应用程序，哪一部分是数据，并且把他们分隔开。这就保证了在Docker中容器的生命周期是短暂的，而数据的存储是永恒的。

数据卷存储在运行Docker的宿主机上，对每个容器来说是特有的。 我们可以启动同一个镜像来产生多个容器，并且分别给他们分配一个数据卷。

数据卷也可用于在不同的容器间共享数据。 具体参见http://blog.genesino.com/2016/09/docker-lamp/

• 联通 (Links): 容器启动后会分配有一个私有IP，其它容器可以通过这个IP地 址与这个容器通讯。

假如有个正在运行的数据库容器 (dbapp)， 那么我们可以在网络服务器容器 (webserver)中通过指定端口连接dbapp与数据库容器通讯。

Docker的安装和配置

• CentOS 6.5 安装Docker

#添加epel的源
su -c 'rpm -Uvh  http://download.fedoraproject.org/pub/epel/6/i386/epel-release-6-8.noarch.rpm'
yum update

# 安装Docker
yum install docker-io

# 启动Docker服务
service docker start
# 关闭Docker服务
service docker stop

# 设置Docker开机启动
/sbin/chkconfig --add docker
/sbin/chkconfig docker on

• 其他版本操作系统上Docker的安装可以直接使用系统自带的yum或apt工具， 启动和配置如上。

apt-get install docker.io

Docker的用户权限管理

默认情况下，Docker命令的运行需要root用户权限。一个解决办法是把用户加入docker用户组，原因是Docker能够将/run/docker.socket的文件权限设为660、用户组设为docker。当把用户加入到docker用户组后，就无需使用sudo或su命令切换获取root用户权限。

###以下操作都是在根用户下进行的

###增加一个用户组docker
# groupadd docker
###把用户${USER}加入docker用户组
# usermod -aG docker ${USER}
###重启docker服务(可不执行)
# service docker restart
###新窗口登录${USER}

但通常只应把信任的用户加入docker用户组，因为docker用户组的权限相当于root。

如果打算只允许用户访问一个特定的容器，可以写一个简单脚本

# cat /bin/docker_container1
#!/bin/sh
docker run -ti --rm container_name /bin/sh

脚本完成后，配置sudoers

# grep username /etc/sudoers
username   ALL=(ALL)  NOPASSWD: /bin/docker_container1

更多权限设置见http://dockone.io/article/589

Docker的简单使用

• 查看本地Docker的信息：docker info
• 运行Docker需要有一个镜像和容器。镜像是容器的只读版本，最基础的镜像是一个操作系统，是运行其他命令的基础。因此需要先获取一个操作系统的镜像。通常使用Ubuntu系统，CentOS系统和Alpine（大约只有5M）。也可以根据所要运行的软件要求，获取不同的操作系统，以便于安装软件。
• 搜索镜像：docker search ubuntu；镜像的名字通常由 “用户名/镜像名”构成，无用户名的为官方认证的镜像

root@server:~# docker search ubuntu
NAME              DESCRIPTION      STARS     OFFICIAL   AUTOMATED
ubuntu            Ubuntu is ...    4595      [OK]       
ubuntu-upstart    Upstart is...     66       [OK]
jordi/ubuntu      Ubuntu bas...     1                    [OK]

• 获取镜像
  • docker pull ubuntu #获取镜像的最新版本（即lastest）
  • docker pull ubuntu:14.04#获取指定版本的镜像；14.04为镜像的版本号（又称为tag）
• 查看本机Docker中存在的镜像：docker images

REPOSITORY   TAG      IMAGE ID       CREATED      VIRTUAL SIZE
ubuntu       latest   37b164bb431e   4 days ago   126.6 MB

• 获取镜像后，需要运行镜像；运行状态的镜像就是容器，是可读写的。可以在容器中安装、运行软件或命令。在容器中运行单个命令或程序，通常加“--rm”参数，容器运行结束之后就自动删除。如果要保留对容器的修改，则不添加“--rm”参数。交互式运行容器为：docker run -it ubuntu，这时可以发现终端的用户名改变了。另外，可以使用docker run --help查看命令的参数。

docker run --rm ubuntu echo "Hello from docker"
Hello from docker

root@server:~# docker run -it ubuntu
root@57cb695e904f:/# ls
bin   dev  home  lib64  mnt  proc  run   srv  tmp  var
boot  etc  lib   media  opt  root  sbin  sys  usr
root@57cb695e904f:/#

• 在容器中部署软件，安装build-essential和r-base; build-essential 是编译软件包的基础，提供需要的编译器、头文件和库文件。r-base 是编译R语言程序包的基础。

apt-get update
#apt-get install -y build-essential r-base
apt-get install toliet

这一步可以安装任意的软件，测试时可以选择小一点的软件包。 为了简单起见， 可以尝试安装Apache。通过使用端口映射的方式通过主机IP+端口号的方式访问容器的Apache应用。

• 运行docker commit -m 'Add build-essential r-base' -a ct5869 8aca49b869be ct5869/ubuntu-dev:v1''。
• 测试运行新的镜像 docker run --rm -it username/ubuntu-dev:v1
• 挂载宿主机硬盘在容器内部操作, 通过-v参数，路径都为绝对路径，docker run --rm -v /host_absolute_dir:/container_absolute_dir username/ubuntu-dev:v1 echo 'test' >/container_absolute_dir/test_file这样，就相当于把host机目录/host_absolute_dir链接为docker容器路径/container_absolute_dir
• 如果只是自己用，到现在就可以结束了。之后可以在镜像里面继续更多的操作了
• 另外还可以运用导出和导入来迁移镜像
  • 导出镜像：docker export image_id >ubuntu-dev.v1.tar
  • 导入镜像：cat ubuntu-dev.v1.tar | docker import - username/ubuntu-dev:v1
• 如果想把镜像分发给别人使用，就需要把镜像传到镜像仓库，比如Docker Hub。 需要先在Docker hub注册， 用注册的用户名替换掉前文提到的username
• 注册成功之后，在本地服务器尝试登录，用以把登录信息存储在本地，方便后续使用。 运行docker login，按提示输入用户名、密码和邮件。登录成功会返回Login Succeeded
• 运行docker push username/ubuntu-dev:v1把准备好的镜像上传； 等待片刻，完成上传。这时就可以再Docker hub上看到上传的镜像了。
• 其它用户可以使用 docker pull username/ubuntu-dev:v1来获取安装好编 译环境的ubuntu系统了。

Docker的基本操作

• 当一个容器不再使用时，运行docker rm container_id移除容器，以节省空间。 这不会对镜像造成影响
• 当一个容器不再使用时，运行docker rm -v container_id移除容器及其挂载卷， 以节省空间。这不会对镜像造成影响
• 批量删除退出的容器docker rm -v $(docker ps -a -q -f status=exited)
• 对于只需要单次运行的容器，比如执行一个命令等，则只需要在docker run时添加--rm参数就好。这样容器运行结束后会自动删除
• 运行docker rmi username/ubuntu-dev:v1移除镜像
• 运行docker tag 26d99f722dca username/ubuntu-dev:v0修改镜像的名字
• 运行docker run -d --name=container_name username/ubuntu-dev:v1指定运行的container的名字
• 运行docker run --rm -ti -v /host_abs_dir:/container_abs_dir:ro username/ubuntu-dev:v1挂载只读目录
• 运行docker stop containde_id/container_name停止镜像
• 运行docker rm $(docker ps -a -q)和docker rmi $(docker images -q)移除全部镜像。BE CAREFULL
• 查看Docker镜像的创建历史 docker history image_name

IMAGE          CREATED       CREATED BY SIZE                COMMENT
3d4f934accdb   7 months ago        /bin/sh -c #(nop) CMD ["/run.sh" ]               0 B                 
aa321fa8d23f   7 months ago        /bin/sh -c #(nop) EXPOSE  3306/tcp 80/tcp        0 B                 
6446fbfc507d   7 months ago        /bin/sh -c #(nop) VOLUME  [/etc/mysql /var/lib   0 B                 
44e98bdf2bbf   7 months ago        /bin/sh -c #(nop) ENV PHP_POST_MAX_SIZE=10M     0 B                 
bedff16caee9   7 months ago        /bin/sh -c #(nop) ENV  PHP_UPLOAD_MAX_FILESIZE   0 B                 
72b723ccc97f   7 months ago        /bin/sh -c mkdir -p /app && rm -fr /var/www/h   0 B

• 查看镜像的JSON文件 docker inspect image_name
• Docker images的安装路径为 /var/lib/docker
  • ​​​​​​​/var/lib/docker/{driver-name} will contain the driver specific storage for contents of the images.
  • /var/lib/docker/graph/ now only contains metadata about the image,  in the json and layersize files.
• 查看Docker 容器启动和运行日志

docker logs --tail=all container_id

Dockerfile自动构建镜像

除了可以像上面那样一步步地获取镜像、修改容器、存储镜像、上传镜像等操作外， 还可以使用Dockerfile自动实现上述操作。

典型的Dockerfile如下所示：

FROM alpine
MAINTAINER username [email protected]
RUN apk add --no-cache apache2 apache2-utils
COPY public_html /var/www/html
EXPOSE 80 443
CMD ["rc-service apache2 start"]

• FROM 为除注释之外的第一条命令，用来声明镜像的基础系统。
• MAINTAINER 设置镜像维护人的信息。
• RUN 在容器内部运行shell命令。
• COPY 是把本地的bash配置文件拷贝到新维护的镜像中； COPY的文件的路径是相对于docker build的PATH，一般是当前路径；
• CMD 指定容易运行时默认执行的命令，如出现多个，只有最后一个会被运行。

运行命令docker build -t="username/httpd-alpine:v1" .就可以构建镜像了。 最后的.表示Dockerfile在当前目录，也可指定其他目录。public_html必须 与Dockerfile在同一目录。

Docker的特征

• Docker will watch only one single process. If you need multiple processes, you need to add a monitor like Monit or Supervisor at the top-level to take care of the others. But this is not recommended.

Docker使用注意tips

• 避免安装不必要的软件包。
• 每个容器都只运行一个进程。
• 最小化层：每执行一个命令，都会产生一个层。

参考资料

• 入门级 http://blog.saymagic.cn/2015/06/01/learning-docker.html
• 入门级 https://www.dwhd.org/20151115_140935.html
• 入门级 http://www.cnblogs.com/kevinX/p/5458244.html
• Start (english version) https://scotch.io/tutorials/getting-started-with-docker
• Start (english version) https://prakhar.me/docker-curriculum/
• Greate english version https://blog.talpor.com/2015/01/docker-beginners-tutorial/
• Docker trick https://blog.docker.com/2014/06/why-you-dont-need-to-run-sshd-in-docker/
• Docker root and non-root http://www.2cto.com/os/201508/432930.html

原文链接：GitHub: http://blog.genesino.com/2016/07/docker/CSDN: http://blog.csdn.net/qazplm12_3/article/details/73436708