初学 Docker 容器化技术

Docker

概述

开发一个项目可能存在两种环境，开发、上线；两者需要配置的环境不同。

传统项目运行时，一个环境如 mysql 的错误会引发整个项目的宕机。

Docker 就是为了解决项目中不同的配置而产生，即可以同时将 jar、mysql、redis 等一起打包安装，称为镜像。

使用 Docker 生成镜像，下载安装即可使用。

思想：集装箱

Docker 核心思想：隔离，打包装箱，每个包都是相互隔离的。

Docker 能够最大限度的利用服务器的资源

虚拟化技术：

• 全虚拟、半虚拟、容器技术

虚拟机技术 => 容器化技术 容器化技术不是一个完整的操作系统

两者的优缺点和区别：

虚拟机技术：

• 资源占有率太高
• 步骤过多
• 启动慢
• 虚拟出一套硬件，拥有一个完整的操作系统，需要在该 OS 上安装相应的软件和环境

容器化技术：

• 容器应用直接运行在主体本机上，不拥有独立的内核

• 容器间相互隔离，每个容器拥有独立的文件系统，互不影响

• 内核级别的虚拟化

基本组成

镜像（image)

• 通过镜像可以创建多个容器
• 项目（服务）运行最终是在容器中运行的

容器（container）

• 利用容器技术，独立运行一个或一组 app
• 在初学阶段，可以将 container 理解为简易的 Linux 系统

仓库（repository）

• 存放镜像的位置
• repository 分为 public 和 private
• Docker Hub 类比 GitHub

安装

Centos

查看系统内核

# uname -r
5.10.112-11.1.al8.x86_64

查看系统版本

# cat etc/os-release 
NAME="CentOS Linux"
VERSION="7 (Core)"
ID="centos"
ID_LIKE="rhel fedora"
VERSION_ID="7"
PRETTY_NAME="CentOS Linux 7 (Core)"
ANSI_COLOR="0;31"
CPE_NAME="cpe:/o:centos:centos:7"
HOME_URL="https://www.centos.org/"
BUG_REPORT_URL="https://bugs.centos.org/"

CENTOS_MANTISBT_PROJECT="CentOS-7"
CENTOS_MANTISBT_PROJECT_VERSION="7"
REDHAT_SUPPORT_PRODUCT="centos"
REDHAT_SUPPORT_PRODUCT_VERSION="7"

安装步骤

更新 yum 索引

yum makecache fast

1. 卸载旧版本

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

2. 下载相关工具及安装包

   yum install -y yum-utils
   

3. 配置镜像仓库

   yum-config-manager \
       --add-repo \
        http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
   

4. 安装 Docker 引擎

   # docker-ce 社区版
   yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin
   

查看下载镜像

docker images

卸载

1. 卸载依赖

   yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin
   

2. 删除资源

   # /var/lib/docker 默认工作路径
   rm -rf /var/lib/docker
   rm -rf /var/lib/containerd
   

阿里云镜像加速

#
sudo mkdir -p /etc/docker
#
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://rl0hzmix.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
#
sudo systemctl daemon-reload
#
sudo systemctl restart docker

Ubuntu

1. 卸载旧版本

   apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc
   

2. 更新 apt 包索引

   apt-get update
   

3. 安装 apt 依赖包，用于通过 HTTPS 来获取仓库

   apt-get install \
       ca-certificates \
       curl \
       gnupg \
       lsb-release
   

4. 添加 Docker 官方 GPS 密钥

   mkdir -p /etc/apt/keyrings
   curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
   

5. 将 Docker 仓库添加到 APT 软件源

   add-apt-repository "deb [arch=amd64] http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
   

6. 安装 Docker 引擎

   apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin
   

7. 验证

   docker --version
   

Docker 原理

Docker 工作原理

• Docker 是一个 C/S 结构的系统，其守护进程运行在本机，通过 Socket 从客户端访问

Docker 与 VM 的速度区别原因

• Docker 的抽象层比 VM 少；
• Docker 利用的是宿主机的内核，VM 需要使用 Guest OS（重新搭载）

常用命令

帮助命令

# 查看 Docker version
docker version
# 查看 Docker 信息（详细），system info，包括镜像和容器的数量
docker info 
# 
docker --help

镜像命令

# 查看镜像仓库
docker images
# 查看镜像仓库所有的镜像
docker images -a
# 查看镜像仓库中镜像的ID
docker images -q
# 参数配合使用
docker images -aq

搜索命令

# xxx表示镜像仓库中的镜像，如 mysql
docker search xxx
# 条件搜索，???表示查询的条件，可以是 STARS=3000
docker search xxx -filter=???

下载镜像

# xxx表示镜像仓库中的镜像，如：mysql，默认最新版本，tag表示版本号
docker pull xxx[:tag]

删除镜像

# 单个镜像删除，ID为 IMAGE ID，NAME 为 REPOSITORY，可以通过两种方式删除
docker rmi -f ID(NAME)
# 多个镜像删除
docker rmi -f $(docker images -qa)

容器命令

通过镜像启动容器

创建、启动

# args：
# --name "" 	容器名字
# -d 			后台方式运行
# -it			交互模式运行，进入容器
# -p			指定端口号，如：-p 8080:8080，不输入参数随机指定端口
#	-p 主机端口:容器端口
#	-p 容器端口
#	-p ip:主机端口:容器端口
# image 是镜像的名
docker run [args] image

# e.g.
[xxx@xxxxxxxxxxxxxxxxxx ~]# docker run -it centos /bin/bash
[xxx@xxxx /]# 

退出容器

# 容器停止并退出
exit
# 容器不停止退出
ctrl + P + Q

列出容器

# 列出当前正在运行的容器
docker ps
# 列出当前正在运行的容器、历史运行过的容器即所有容器
docker ps -a 
# 最近创建的num个容器
docker ps -n=num 
# 只显示编号
docker ps -q

删除容器

# 无法删除正在运行的容器
docker rm ID
# 删除所有容器
docker rm -f $(docker ps -aq)
docker ps -a -q|xargs docker rm

启动和停止

docker start ID
docker restart ID
# stop和kill的区别在于stop会给容器内的应用10s时间去停止服务，kill直接停止
docker stop ID
docker kill ID

start 和 run 的区别

• run：对镜像进行新建并运行
• start：对关闭的容器进行运行（需存在）

其他命令

查看日志

# 日志打印
# --tail num 显示的num条日志
docker logs -f -t --tail num containerID
# 所有日志
dokcer logs -tf containerID

# Shell 脚本
"while true;do echo Lyn-coder;sleep 1;done"

# 后台运行
docker run -d centos /bin/sh -c "while true;do echo Lyn-coder;sleep 1;done"

查看进程

# top
# docker top 2a7099f3b1d3 
UID                 PID                 PPID                C                   STIME               TTY                 TIME                CMD
root                14614               14594               0                   19:14               ?                   00:00:00            /bin/sh -c while true;do echo Lyn-coder;sleep 1;done
root                15104               14614               0                   19:19               ?                   00:00:00            /usr/bin/coreutils --coreutils-prog-shebang=sleep /usr/bin/sleep 1

查看镜像元数据

# 查看容器的详细信息
docker inspcet containerID

进入容器

# 进入容器新终端
docker exec -it containerID /bin/bash
# 进入容器后使用，不开启新线程
docker attach containerID

拷贝

# container -> host
# docker cp 72446cb56e8b:/home/demo.java /home
docker cp containerID:dir dstDIr

测试实例

使用 Docker 安装 tomcat

# docker hub
# --rm 用于测试，使用完毕即删除容器
docker run -it --rm tomcat:9.0

# ====================
# run
docker run -d -p 8080:8080 --name tomcat_01 tomcat:9.0

# webapps 中没有任何文件，将 webapps.dist 文件夹中的文件 copy 到 webapps
# 就不会再是404的网页了
docker exec -it tomcat_01 /bin/bash

可视化界面

Pointer：图形化界面管理工具

# 安装
docker run -d -p xxxx:9000 --restart=always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock --privileged=true portainer/portainer

镜像操作

commit

# 提交
docker commit -m="msg" -a="author" containerID 镜像名:版本
docker commit -a="Lyn-coder" -m="Tomcat webapps upgrade to test docker commit" 71b588888a1f tomcat_lyn:1.0

容器数据卷

简要

容器之间想要实现数据共享，Docker 容器中的数据可以同步到 host

目录的挂载，卷技术

目的：

• 数据持久化
• 容器同步操作
• 容器数据共享

使用

挂载

-v

# host-dir：主机目录位置
# container-dir：容器目录位置
docker run -it -v host-dir:container-dir containerID /bin/bash

Docker 与 MySQL

docker run -d -p xxxx:3306 -v /home/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=xxxxxx --name mysql_01 -d mysql

匿名与具名挂载

# -P 随机指定端口号，也可以指定端口号
# 匿名
docker run -d -P 容器内路径 镜像名
# 具名
docker run -d -P 卷名:容器内路径 镜像名
# all volume 卷
docker volume ls
# 卷具体信息
docker volume inspect 卷名

不指定目录时，Docker 容器中的卷，都存储在 /var/lib/docker/volumes/xxx/_data

匿名挂载、具名挂载、指定路径挂载的区分

• 匿名挂载

  -v 容器内路径 
  

• 具名挂载

  -v 卷名:容器内路径
  

• 指定路径挂载

  -v /host路径:容器内路径
  

参数补充

• -ro：read only，只读，只能从 host 对其进行操作，容器没有这个权限
• -rw：read write，读写权限

DockerFile

DockerFile 用来构建 Docker 镜像

标准文件命名为：Dockerfile

# 文件命令需大写
FROM centos

VOLUME ["volume-01", "volume-02"]

CMD echo "===== end ====="
CMD /bin/bash



# 命令
docker build -f dockerfile-01 -t lyn/centos:1.0 .

# 执行
Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/4 : From centos
 ---> 5d0da3dc9764
Step 2/4 : VOLUME ["volume-01", "volume-02"]
 ---> Running in 3e130dcabdb4
Removing intermediate container 3e130dcabdb4
 ---> 6b05c51c3970
Step 3/4 : CMD echo "===== end ====="
 ---> Running in 3a575a9f422b
Removing intermediate container 3a575a9f422b
 ---> 4e0a395ccac0
Step 4/4 : CMD /bin/bash
 ---> Running in fc17b239c866
Removing intermediate container fc17b239c866
 ---> 21e01bdb29b2
Successfully built 21e01bdb29b2
Successfully tagged lyn/centos:1.0


# TEST
# volume-01中创建一个 txt 文件
# 通过 inspect 查看 挂载位置

数据卷容器

两个及两个以上的容器进行数据同步

--volumes-from xxx

# 21e01bdb29b2：镜像ID
docker run -it --name docker-01 21e01bdb29b2
#
docker run -it --name docker-02 --volumes-from docker-01 21e01bdb29b2

# --volumes-from => 继承于

• 数据卷容器的生命周期：直到所有容器都被销毁
• 数据持久化到 host，本地数据不会被删除

---

DockerFile 构建镜像的步骤：

1. 编写 DockerFile 文件
2. docker build 构建镜像
3. docker push 发布镜像（Docker Hub/阿里云镜像仓库）

---

DockerFile 原则

• 保留关键字必须是大写

• 执行顺序由上到下

• 注释使用 #

• 每一条指令都会创建并提交新的镜像层

• 面向开发，制作镜像发布项目需要编写 DockerFile 文件

---

DockerFile 指令

• FROM：指定基础镜像；
• MAINTAINER：指定镜像作者，姓名+邮箱；
• RUN：镜像构建运行命令；
• ADD：增加镜像层；
• WORKDIR：设置镜像工作目录；
• VOLUME：设置挂载目录（卷）；
• EXPOSE：设置暴露的端口，类比 -p；
• CMD：指定容器启动时运行的命令，只有最后一条命令生效；
• ENTRYPOINT：指定容器启动运行的命令，可追加命令；
• ONBUILD：构建一个被继承的时候运行时的命令；
• COPY：将文件拷贝到镜像中；
• ENV：设置环境变量；

---

DEMO测试

# DockerFile
FROM centos
MAINTAINER author<email>

ENV MYPATH /usr/local
WORKDIR $MYPATH


# vim
RUN yum -y install vim
# ifconfig
RUN yum -y install net-tools

# 暴露端口
EXPOSE 80

# 打印
CMD echo $MYPATH
CMD echo "===== end ====="
CMD /bin/bash

=======================================================================

# 构建命令
docker build -f  mydockerfile-centos -t lyn-mycentos:0.1 . 
# 运行
docker run -f 镜像name -t 镜像[:tag] .

DEMO测试——Tomcat镜像

注：参考狂神的视频

步骤：

1. 准备 JDK 和 Tomcat 的压缩包

2. 编写 Dockerfile 文件

   FROM centos:7
   MAINTAINER author<email>
   
   COPY readme.md /usr/local/readme.md
   
   # 使用ADD命令会自动解压
   ADD jdk-8u341-linux-x64.tar.gz /usr/local/
   ADD apache-tomcat-9.0.65.tar.gz /usr/local/
   
   
   # 安装vim
   RUN yum -y install vim
   
   # 
   ENV MYPATH /usr/local
   WORKDIR $MYPATH
   
   # 配置环境变量
   ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8.0_341
   # 核心jar包
   ENV CLASSPATH $JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
   ENV CATALINA_HOME /usr/local/apache-tomcat-9.0.65
   ENV CATALINA_BASH /usr/local/apache-tomcat-9.0.65
   ENV PATH $PATH:$JAVA_HOME/bin:$CATALINA_HOME/lib:$CATALINA_HOME/bin
   
   # 容器内端口
   EXPOSE 8080
   
   # 容器启动时运行
   CMD /usr/local/apache-tomcat-9.0.65/bin/startup.sh && tail -F /usr/local/apache-tomcat-9.0.65/bin/logs/catalina.log
   

3. 通过 Dockerfile 构建镜像

   docker build -t lyn-tomcat-images .
   

4. 运行

   docker run -d -p xxxx:8080 --name lyn-tomcat -v /home/xxx/build/tomcat/test:/usr/local/apache-tomcat-9.0.65/webapps/test -v /home/xxx/build/tomcat/tomcat-logs/:/usr/local/apache-tomcat-9.0.65/logs  lyn-tomcat-images
   

在 webapps 文件夹的 test 文件夹中添加 WEB-INF 文件夹、jsp 和 xml 文件，注意：jsp 文件要与 WEB-INF 文件夹同目录

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"
    pageEncoding="UTF-8"%>


    
    


    <%-- JSP Comment --%>
    
Hello World!
    

    <%
        System.out.println("====== Lyn-Tomcat =======");
    %>

<web-app version="3.0" 
    xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee" 
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee 
        http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/web-app_3_0.xsd">
web-app>

镜像发布

步骤

1. Docker Hub 账号登录

   docker login -u xxxx
   

2. push

   # 增加tag 原镜像名称 新镜像名称
   docker tag xxx xxx
   
   # push
   docker push xxx:tag
   

发布到阿里云镜像

1. 创建个人实例
2. 创建命名空间
3. 创建镜像仓库
4. 根据阿里云中的文档 push 到阿里云镜像

Docker 网络

Docker0

使用 ip addr，三个网卡：

• lo：本机回环地址
• eth0：阿里云内网地址
• docker0：Docker0地址

# 查看容器内部 ip 
docker exec -it xxxx ip addr
# 若出现 OCI runtime exec failed: exec failed: unable to start container process: exec: "ping": executable file not found in $PATH: unknown 报错
# 进入容器内部使用以下两条命令
apt-get update
apt-get install inetutils-ping

原理

• 每个 Docker 容器启动时，Docker 容器就会被分配到一个 ip；

• Docker 会带有一个网卡 Docker0，使用的模式是桥接模式，使用的技术是 **evth-pair **

  • exth-pair：一对虚拟设备接口，充当一个桥梁，连接虚拟网络设备

• 容器在不指定网络的情况下，都是通过 Docker0 充当路由，Docker 会分配给容器可用的 ip；

• 核心是使用了 Linux 的虚拟化网络技术；

• Docker 中的网络接口都是虚拟的；

• 每个容器对应一对网桥；

--link

原理

• 在容器中的 /etc/hosts 文件中增加对另一个容器的映射

# 通过 --link 连接另一个容器，而不是用网络
docker run .... --link ConatinerName ...
# 例如tomcat
docker run -d -P --name docker-web-tomcat-01 --link docker-web-tomcat-01 tomcat

--link 在现实开发中已推荐使用

自定义网络

网络模式

• bridge：桥接模式（默认）；
• none：不配置网络；
• host：和 host 共享网络；

# 查看所有网络（Docker中）
docker network ls

# 自定义网络
docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet

查看日志：

• 直接使用 run 命令运行，默认带有参数 --net bridge，即使用 bridge 模式，使用网卡 Docker0
• 自定义网路无需配置 --link，即可直接连接另一个容器

网络连通

相当于给容器再分配一个 ip

# 将 CONTAINER 连通到另一个网络
# 相当于把容器加入到网络的配置中
docker network connect NETWORK CONTAINER