【Docker基础】--查阅笔记1

Docker是什么

Docker解决什么问题

• 统一运行环境，测试环境和开发环境一致，版本和配置一致
• 标准化、快速化的系统平滑迁移
• 打破代码或程序即应用的观念，通过镜像将系统内核移除，自下向上打包应用，跨平台、跨服务器移植

新一代开发工程师：
coder -> programmer -> software engineer -> DevOps engineer

Docker的理念

基于Go语言实现，主要目标是：“Build, Ship and Run Any App, Anywhere”。通过对应用组件的封装、分发、部署和运行，使得App及其运行环境能够一次镜像，处处运行。

Docker解决了运行环境和配置问题的软件容器，方便持续集成，是一种有助于整体发布的容器虚拟化技术。Docker借鉴了标准集装箱的概念，集装箱运输货物，Docker运输软件。

一次构建，处处运行：

• 快速的应用交付和部署
• 便捷的升级和扩缩容
• 简单的系统运维
• 高效的计算资源利用
• 应用场景:

Docker基本组成

Docker本身是一个容器运行载体或管理引擎。将App和配置依赖一起打包为一个可交付的运行环境，即image镜像文件，然后通过这个镜像文件生成Docker容器实例。

镜像（image）

• 镜像是一个只读模板，用来创建Docker容器，一个镜像可以创建多个容器；
• 镜像相当于容器的源代码，类比Java代码：镜像->类模板；容器->new出来的实例对象

容器（container）

从面向对象角度来看：容器是用镜像创建的运行实例，类似于一个虚拟化的运行环境。提供一个标准的隔离环境，可以被启动、开始、停止、和删除。
从镜像容器角度来看：类似于一个简易版的Linux环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间、网络空间）和运行在其中的应用程序。

仓库（registry）

• 集中存放镜像文件的地方，类似于Maven仓库、github仓库；
• Docker容器提供的官方仓库为Docker Hub；
• 仓库分为公开仓库和私有仓库，Docker Hub是最大的公开仓库，供用户免费下载使用

Docker平台架构

Docker是一个C/S架构，运行基本流程为：

1. Docker Client和Docker Daemon建立通信，并发送请求给后者 Docker
2. Daemon为架构主体，首先提供Docker Server功能，使其可以接受请求 Docker
3. Engine执行，每一项工作都是以Job形式运行
4. Job运行中，需要容器镜像时，从Registry中下载镜像，并通过镜像管理驱动（Graph driver）将下载的镜像以Graph存储
5. 需要为Docker创建网络环境时，通过网络管理驱动（Network driver）创建并配置容器网络
6. 需要限制Docker容器运行资源或执行用户指令时，通过Exec driver来完成
7. Libcontainer是一个独立的容器管理包，Network driver和Exec driver通过它来实现具体对容器的操作

Docker基本实现原理

三步走：

1. 使用操作系统的 namespace隔离系统资源技术，隔离：网络、PID进程、系统信号量、文件系统挂载、主机名、域名，来实现同一宿主机系统中，容器之间的隔离和互不干扰

# 进程
ps aux | grep ssh
# namespace
ls -lah /proc/pidxxx/ns/

2. 使用操作系统的cgroups系统资源配额功能，限制资源：CPU、没存、块设备、网络

# 查看系统实现的资源限制
cat /proc/cgroups

3. 通过OverlayFS数据存储技术，实现容器镜像的物理存储和新建容器存储

• OverlayFS是一种堆叠文件系统，依赖并建立在其它的文件系统之上，如：ext4fs、xfs等，OverlayFS不参与磁盘空间的划分，只是将原来系统文件中的文件和目录进行“合并”，最终给用户呈现“合并”的文件，称为联合挂载技术
• Linux内核为Docker提供了两种驱动：Overlay和Overlay2。后者相对于前者有改进，在Inode利用率方面比Overlay更高效。
• OverlayFS的实现方式：
  通过三个目录：lower目录、upper目录、work目录来实现。lower 目录可以是多个，upper 目录可以进行读写操作的目录，而 work 目录为工作基础目录，挂载后内容会被清空，并且在使用过程中其内容用户是不可见的，最后联合挂载完成之后给用户呈现的统一视图就被称为 merged 目录。

Docker常用命令

systemctl start docker # 启动docker
systemctl stop docker # 停止docker
systemctl restart docker # 重启docker
systemctl status docker # 查看docker状态
systemctl enable docker # 开机自动启动docker
docker info # 查看docker概要信息

docker images [-qa] # 列出本地主机上的镜像 -q: 只列出ID, -a: 列出所有，包括历史镜像
docker search redis(镜像名称) # 搜索镜像
docker pull mysql:5.7(镜像名称[:TAG]) # 拉取镜像，没有 TAG 就表示 latest 
docker system df # 查看镜像、容器、数据卷所占的空间
# 删除镜像
docker rmi [-f] ubuntu
docker rmi [-f] mysql:5.7
# 强制删除所有镜像
docker rmi -f $(docker images -qa)

docker logs [-f] 容器名称|容器ID # 查看容器日志
docker top 容器名称|容器ID # 查看容器内运行的进程
docker inspect 容器名称|容器ID # 查看容器内部细节

docker exec -it 容器名称|容器ID [COMMAND] # 进入正在运行的容器并以命令行交互 eg：docker exec -it redis /bin/bash

# 容器和主机文件的互相拷贝
docker cp CONTAINER:SRC_PATH DEST_PATH|- # 拷贝容器中的文件到主机 eg: docker cp redis:/data/a.txt .
docker cp SRC_PATH|- CONTAINER:DEST_PATH # 拷贝主机文件到容器内

docker ps [-qa] # 列出当前正在运行的容器 -q: 只显示容器编号, -a: 列出所有，包括历史上运行过的
docker start/restart/stop 容器名称或容器ID 
docker kill 容器名称或容器ID # 强制停止容器
docker rm [-f] 容器名称或容器ID # 删除已停止的容器
# 一次强制删除多个容器
docker rm -f $(docker ps -qa)
docker ps -qa | xargs docker rm -f

# 新建和启动容器，前提是有镜像
docker run [OPTIONS] 镜像名称|镜像ID [COMMAND] [ARG...]
# eg: docker run -it --name=ubuntu ubuntu:20.04 /bin/bash

• OPTIONS（可选项）：
  ○ --name=“容器名称”，为容器指定一个名称。
  ○ -d：后台运行容器并返回容器 ID ，即启动守护式容器（后台运行）。
  ○ -i：以交互模式运行容器，通常和 -t 同时使用。
  ○ -t：为容器重新分配一个伪输入终端，通常和 -i 同时使用，即启动交互式容器（前台有伪终端，等待交互）。
  ○ -P：随机端口映射。
  ○ -p：指定端口映射。
  ○ --dns 8.8.8.8：指定容器使用的 DNS 服务器，默认和宿主一致。
  ○ --dns-search example.com：指定容器 DNS 搜索域名，默认和宿主一致。
  ○ -h “mars”：指定容器的 hostname 。
  ○ -e username=“dog”：设置环境变量。
  ○ --env-file=[]：从指定文件读入环境变量。
  ○ --cpuset=“0-2” or --cpuset=“0,1,2”：绑定容器到指定 CPU 运行。
  ○ -m：设置容器使用内存最大值。
  ○ --network=“bridge”：指定容器的网络连接类型，支持 bridge 、host 、none、container 四种类型，默认 bridge 。
  ○ --link=[]：添加链接到另一个容器。
  ○ --expose=[]：开放一个端口或一组端口。
  ○ --restart ：指定重启策略，可以写 --restart=awlays 总是故障重启。
  ○ --volume , -v:：绑定一个卷。一般格式为 主机文件或文件夹:虚拟机文件或文件夹 。
• COMMAND（启动命令）。
• ARG（启动参数）。

总结

命令 描述
attach 当前 shell 下 attach 连接指定运行镜像。
build 通过 Dockerfile 定制镜像。
commit 提交当前容器为新的镜像。
cp 从容器中拷贝指定文件或者目录到宿主机中。
create 创建一个新的容器，同 run，但不启动容器。
diff 查看 docker 容器变化。
events 从 docker 服务获取容器实时事件。
exec 在已存在的容器上运行命令。
export 导出容器的内容流作为一个 tar 归档文件[对应 import ]。
history 展示一个镜像形成历史。
images 列出系统当前镜像。
import 从tar包中的内容创建一个新的文件系统映像[对应 export ]。
info 显示系统相关信息。
inspect 查看容器详细信息。。
kill kill 指定 docker 容器
load 从一个 tar 包中加载一个镜像[对应 save ]。
login 注册或者登陆一个 docker 源服务器。
logout 从当前 Docker registry 退出。
logs 输出当前容器日志信息。
port 查看映射端口对应的容器内部源端口。
pause 暂停容器。
ps 列出容器列表。
pull 从docker镜像源服务器拉取指定镜像或者库镜像。
push 推送指定镜像或者库镜像至docker源服务器。
restart 重启运行的容器。
rm 移除一个或者多个容器。
rmi 移除一个或多个镜像[无容器使用该镜像才可删除，否则需删除相关容器才可继续或 -f 强制删除]。
run 创建一个新的容器并运行一个命令。
save 保存一个镜像为一个 tar 包[对应 load ]。
search 在 docker hub 中搜索镜像。
start 启动容器。
stop 停止容器。
tag 给源中镜像打标签。
top 查看容器中运行的进程信息。
unpause 取消暂停容器。
version 查看 docker 版本号。
wait 截取容器停止时的退出状态值。