【Docker】简介及环境搭建

一、Docker的简介

什么是Docker

docker是一个开源的应用容器引擎，基于go语言开发并遵循了apache2.0协议开源。docker是一种容器技术，它可以对软件及其依赖进行标准化的打包；容器之间先对独立，基于容器运行的应用之间也是相互隔离的；并且容器之间是共享一个OS kernel的，充分利用服务器资源，容器可以运行在很多主流的操作系统之上。

容器和虚拟机的区别

容器时在linux上运行，并与其它容器共享主机的内核，它运行一个独立的进程，不占用其它任何可执行文件的内存，非常轻量。虚拟机运行的是一个完成的操作系统，通过虚拟机管理程序对主机资源进行虚拟访问，相比之下需要的资源更多。

• 容器是app层面的隔离
• 虚拟机是物理资源层面的隔离

docker架构和底层技术简介

docker本质就是宿主机的一个进程，docker是通过namespace实现资源隔离，通过cgroup实现资源限制，通过写时复制技术（copy-on-write）实现了高效的文件操作（类似虚拟机的磁盘比如分配500g并不是实际占用物理磁盘500g）

底层技术简介

namespace名称空间

namespace的六项隔离

namepace	系统调用参数	隔离内容
UTS	CLONE_NEWUTS	主机名与域名
IPC	CLONE_NEWWIPC	信号量、消息队列和共享内存
PID	CLONE_NEWPID	进程编号
NEWWORD	CLONE_NEWNET	网络设备、网络栈、端口等
MOUNT	CLONE_NEWNS	挂载点（文件系统）
USER	CLONE_NEWUSER	用户和用户组（3.8以后的内核才支持）

control group控制组

cgroup的功能

• 资源限制：可以对任务使用的资源总额进行限制
• 优先级分配：通过分配的cpu时间片数量以及磁盘IO带宽大小，实际上相当于控制了任务运行优先级
• 资源统计：可以统计系统的资源使用量，如cpu时长，内存用量等
• 任务控制：cgroup可以对任务执行挂起、恢复等操作

二、Docker的环境搭建

CentOS安装docker

• 前往官网下载页
• 卸载docker及相关依赖

sudo yum remove docker \
      docker-client \
      docker-client-latest \
      docker-common \
      docker-latest \
      docker-latest-logrotate \
      docker-logrotate \
      docker-engine

• 安装yum-utils工具包

sudo yum install -y yum-utils

• 添加docker仓库

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

• 安装最新版docker引擎（社区版）

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

• 安装指定版本的docker引擎

#查询docker版本，版本从高到低排序
yum list docker-ce --showduplicates | sort -r

#安装指定版本的docker，替换即可
sudo yum install docker-ce- docker-ce-cli- containerd.io

• 启动docker

sudo systemctl start docker

• 查看docker版本

sudo docker version

• 检验docker引擎被成功安装

sudo docker run hello-world

三、Docker的镜像、容器和仓库

docker基于linux内核空间，在基础镜像的基础上一层层构建出用户镜像。容器是镜像的运行实例。通过镜像启动一个容器，一个镜像是一个可执行的包，其中包括运行应用程序所需要的所有内容包含代码，运行时间，库、环境变量、和配置文件。

Docker image镜像

Docker镜像是什么

docker镜像就是一个只读模板，比如，一个镜像可以包含一个完整的centos，里面仅安装apache或用户的其他应用，镜像可以用来创建docker容器。

• 文件（root filesystem）和meta data的集合
• image是分层的，并且每一层都可以添加、修改、删除文件，成为一个新的image
• 不同的image可以共享相同的layer
• image本身是read-only只读的

Docker镜像相关命令

• 查看本地已有的镜像列表

docker image ls

docker images

• 删除镜像

docker image rm f6509bac4980

#简写
docker rmi f6509bac4980

• 构建镜像

#根据dockerfile构建一个镜像
docker image build

#从一个被改变的容器创建一个新的镜像
docker container commit

#简写，从一个被改变的容器创建一个新的镜像
docker commit

• 从镜像仓库拉取镜像

#默认从docker hub拉取
docker pull ubuntu:14.04

• 查看指定镜像的创建历史

#通过镜像名称
docker history mysql:5.7

#通过镜像ID
docker history f6509bac4980

Dockerfile语法及实践

dockerfile语法

• dockerfile官方参考文档

FROM关键字

#制作base image
FROM scratch

#使用base image
FROM centos

FROM ubuntu:14.04

说明：为了安全起见，尽量使用官方的镜像作为基础镜像。

LABEL关键字

LABEL version="1.0"
LABEL description="this is description"

说明：此关键字的作用是定义镜像的元数据，类似于注释及帮助信息，还是非常必要的

RUN关键字

RUM yum update && yum install -y vim \
python-dev #反斜线换行

说明：RUN关键字用来执行命令，值得注意的是每运行一次RUN，都会生成一层layer，为了避免无用分层，务必合并多条命令成一行，反斜线换行，&&合并成多条命令

WORKDIR关键字

#如果不存在此目录，则会自动创建目录，并进入目录 
WORKDIR /test 
WORKDIT demo 
RUN $PWD #输出结果应为/test/demo

说明：WORKDIR设定当前工作目录，进入目录应当使用WORKDIR，避免使用RUN cd，因为RUN会新增层，还有尽量使用绝对目录。

ADD和COPY关键字

ADD test.tar.gz / #添加到根目录并解压缩
COPY hello /

说明：AND and COPY本地文件添加到Docker Image里面，大部分情况，COPY优于ADD，ADD相比COPY有解压缩的功能。如需要添加远程文件或目录，请使用RUN关键字执行curl或者wget命令。

ENV关键字

ENV MYSQL\_VERSION 5.7 #设置常量 
RUN apt-get install -y mysql-servier= "${MYSQL_VERSION}" \ && rm -rf /var/lib/apt/lists/* #引用常量

说明：设置常量，增加可维护性。

VOLUME关键字

EXPOSE关键字

CMD关键字

ENTRYPOINT关键字

Docker container容器

Docker container容器是什么

docker利用容器来运行应用，容器是从镜像创建的运行实例，它可以被启动，开始、停止、删除、每个容器都是互相隔离的，保证安全的平台，可以吧容器看做是要给简易版的linux环境（包括root用户权限、镜像空间、用户空间和网络空间等）和运行再其中的应用程序

• 容器通过image创建（copy）
• 容器在imagelayer之上建立要一个container layer（可读写）
• image负责app的存储和分发，container负责运行app
• 容器与镜像的关系类似于类和实例的关系

Docker容器相关命令

• 查看容器列表

#当前正在运行的容器列表
docker container ls

#列出所有容器，包含已退出的
docker container ls -a

docker ps -a

• 运行一个容器

docker run centos

#以交互模式运行一个容器
docker run -it centos

• 删除容器

#指定容器ID删除
docker container rm d02f80816fbb

#简写
docker rm d02f80816fbb

#删除所有的容器，-q选项只列出容器ID
docker rm $(docker container ls -aq)

#删除退出状态的容器，-q选项只列出容器ID
docker rm $(docker container ls -f "status=exited" -q)

Docker repository仓库

Docker repository仓库是什么

仓库是集中存储镜像文件的地方，registry是仓库注册服务，实际上仓库注册服务器上存放着多个仓库，每个仓库中又包含了多个镜像，每个镜像有不同的标签（tag）。
仓库分为两种，即公有仓库和私有仓库，最大的公开仓库是docker Hub，存放了数量庞大的镜像供用户下载，国内的docker pool，这里仓库的概念与Git类似，registry可以理解为github这样的托管服务