docker笔记-进阶版

一、进阶基础

1. 虚拟化：其核心是对资源的抽象。目的是为了再同一个主机上同时运行多个系统或者应用，从而提升系统资源的利用率，降低成本。

2. 虚拟化分为了很多，其中的2个有完全虚拟化和操作系统级虚拟化。

   docker是虚拟化技术中的操作系统级虚拟化，直接复用宿主机的操作系统。即宿主机内核通过创建多个虚拟的操作系统实例（内核和库）来隔离不同的进程。
   虚拟机vmware软件则是完全虚拟化，其模拟完整的底层硬件环境和特权指令的执行过程。
   

3. 核心概念

   镜像：生成容器模本（源代码）。由多个只读层组成。与容器的唯一区别是，容器在这些只读层上面添加了一层可读写的容器层。
   容器：镜像的一个实例；由只读镜像层和可读写容器层组成。表现为一个微型操作系统和一个（组）应用。
   仓库：存放镜像的地方；实际上为Registry仓库注册服务器，仓库只是相对于某个镜像的而言的。即仓库存放mysql镜像，有为很多版本。Registry仓库注册服务器则有很多仓库，比如mysql仓库和redis仓库等。注册索引（index）则是负责维护用户的账号，权限等管理。
   
   层：联合文件系统，是一种轻量级的高性能分层文件系统，每次修改作为一次提交，并层层叠加。多个层就可以组成一个镜像，即联合文件系统是实现docker镜像的技术基础。
   

4. 新增的一些命令

   # 镜像
   # 镜像详情
   docker inspect mysql:7
   # 镜像分层信息
   docker history tomcat:7
   # 镜像清理，一些临时镜像文件和没有使用的镜像
   docker prune -af
   # 镜像创建，四种commit import builid，load
   docker commit -m 'add a new file' -a 'docker nb' 容器id qsmtomcat:0.1
   # 镜像上传
   docker push qsmtomcat:1.0
   
   # 容器
   # 容器run,等于create和start
   docker run -it -p 9999:8080 --name mytomcat 镜像id
   # 容器导出
   docker export -o qsm.tar ce5
   # 容器导入
   docker import qsm.tar - test/qsmtomcat:1.0
   # 容器信息，inspect详情。top进程。stats统计信息，cup内存，网络等
   docker stats 容器id
   # 容器查看变更 diff 容器内一些数据修改;
   docker diff 容器id
   # 容器，更新配置update，一些运行时资源配置。
   docker update--cpu-quota 100000 容器id/name
   
   # 仓库
   # 可以使用registry镜像搭建本地仓库
   docker run -d -p 5000:5000 registry:2
   

5. docker的数据管理

   一是使用数据卷

   即容器内的数据直接映射到本地主机环境。有2种方式可以实现

   #  第一种，--mount
   docker run -d -P --name web --mount type=bind,source=/webapp,destination=/opt/webapp training/webapp python app.py
   # 第二种，在run命令的时候直接-v
   docker run -it -p 8888:8080 --name qsmtomcat2 -v /local/tomcat/webapps/ /usr/local/tomcat/webapps tomcat镜像id
   

   二是使用数据卷容器

   使用特点的容器维护数据，可以实现各个容器之间的数据共享。

   # 首先创建一个容器
   docker run -it -v /dbdata --name dbdata ubuntu
   # 其他容器使用--volumes-from 来指定容器
   docker run -it --volumes-from dbdata --name db1 ubuntu
   

   具体详细实现和相关问题可以参考Docker之数据卷容器

6. docker的容器访问

   一是使用端口映射，二是容器互联

   前者在run命令的时候使用-p指定或者-P随机指定。

   后者是创建一个容器之后，在另外一个容器–link 第一个容器名

7. Dockerfile

   基础的操作系统镜像有busybox debian centos ubuntu等

   需要多加练习

二、实现原理

1. 基本架构

   C/S组件+仓库

   C端：用户使用的Docker可执行命令就是客户端程序。
   S端：dockerd，接受请求。docker-proxy端口映射。containerd具体处理与容器相关的请求，containerd-shim，为runC容器提供支持，并且作为容器内进程的根进程。
   仓库：存放镜像
   

2. 底层实现：namespace、cgroup，UnionFS

   namespace命名空间保证了一套独立的运行环境

   进程命名空间：独立的一套进程管理方法
   IPC命名空间：进程间的交互方式，信号量，消息队列，共享内存
   网络命名空间：一对虚拟接口（虚拟网卡）veth,在docker0网桥上。
   挂载命名空间：文件挂载。
   UTS命名空间：独立的主机名和域名。163.com：这个是域名。
   用户命名空间：一套用户管理方法。
   

   cgroup控制组对共享的系统资源进行控制分配等。避免竞争。

   资源限制
   优先级
   资源审计
   隔离
   控制
   

   UnionFS联合文件系统，是镜像的基础，镜像是由多个层组成。

   UnionFS是一种轻量级的高性能分层文件系统。层是可以继承的。层除了有基础文件，还有一个json文件，将静态的镜像右dockerd变为动态的容器。
   

3. docker网络

   一共有5种方式

   bridge模式

   bridge模式是docker默认的，也是开发者最常使用的网络模式。在这种模式下，docker为容器创建独立的网络栈，保证容器内的进程使用独立的网络环境，实现容器之间、容器与宿主机之间的网络栈隔离。同时，通过宿主机上的docker0网桥，容器可以与宿主机乃至外界进行网络通信

   

   host模式

   由于容器和宿主机共享同一个网络命名空间，换言之，容器的IP地址即为宿主机的IP地址。所以容器可以和宿主机一样，使用宿主机的任意网卡，实现和外界的通信

   

   container模式

   docker中一种较为特别的网络的模式。在这个模式下的容器，会使用其他容器的网络命名空间

   

   none模式

   在这种模式下，容器有独立的网络栈，但不包含任何网络配置，只具有lo这个loopback网卡用于进程通信

   用户定义模式

   在用户定义网络模式下，开发者可以使用任何docker支持的第三方网络driver来定制容器的网络

4. docker compose

   我们知道使用Dockerfile模板文件可以让用户很方便的定义一个单独的应用容器，其实在工作中，经常会碰到需要多个容器相互配合来完成的某项任务情况，例如工作中的web服务容器本身，往往会在后端加上数据库容器，甚至会有负责均衡器，比如LNMP服务。
   因此，docker compose可以批量的操作多个应用容器。

   三个要素：services，networks ,volumes

   样例yml文件：

   version: "3.7"
   services:
     redis:
       image: redis:alpine
       ports:
         - "6379"
       networks:
         - frontend
       deploy:
         replicas: 2
         update_config:
           parallelism: 2
           delay: 10s
         restart_policy:
           condition: on-failure
     db:
       image: postgres:9.4
       volumes:
         - db-data:/var/lib/postgresql/data
       networks:
         - backend
       deploy:
         placement:
           constraints: [node.role == manager]
   networks:
     frontend:
     backend:
   volumes:
     db-data:
   

【完】


本笔记为进阶版，更多技术细节如高级网络、LXC等可以参考docker笔记-终极版（待续）。

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【正在去BAT的路上修行！！！】