Docker基礎

一、簡介

　　Docker是一個開源的應用容器引擎，使用Go語言開發，基于Linux核心的CGroup、Namespace、Union FS等技術實作的一種系統級虛拟化技術。

特性

• 更高效的利用系統資源：由于容器不需要進行硬體虛拟以及運作完整作業系統等額外開銷，Docker 對系統資源的使用率更高。無論是應用執行速度、記憶體損耗或者檔案存儲速度，都要比傳統虛拟機技術更高效。是以，相比虛拟機技術，一個相同配置的主機，往往可以運作更多數量的應用。
• 更快速的啟動時間：傳統的虛拟機技術啟動應用服務往往需要數分鐘，而Docker 容器應用，由于直接運作于宿主核心，無需啟動完整的作業系統，是以可以做到秒級、甚至毫秒級的啟動時間。大大的節約了開發、測試、部署的時間。
• 一緻的運作環境：開發過程中一個常見的問題是環境一緻性問題。由于開發環境、測試環境、生産環境不一緻，導緻有些bug 并未在開發過程中被發現。而Docker 的鏡像提供了除核心外完整的運作時環境，確定了應用運作環境一緻性，進而不會再出現「這段代碼在我機器上沒問題啊」這類問題。
• 持續傳遞和部署：Docker是build once，run everywhere. 使用Docker 可以通過定制應用鏡像來實作持續內建、持續傳遞、部署。開發人員可以通過Dockerfile 來進行鏡像建構，并結合持續內建(CI) 系統進行內建測試，而運維人員則可以直接在生産環境中快速部署該鏡像，甚至結合持續部署(CD) 系統進行自動部署。
• 更輕松的遷移：Docker 使用的分層存儲以及鏡像的技術，使得應用重複部分的複用更為容易，也使得應用的維護更新更加簡單，基于基礎鏡像進一步擴充鏡像也變得非常簡單。此外，Docker 團隊同各個開源項目團隊一起維護了一大批高品質的官方鏡像，既可以直接在生産環境使用，又可以作為基礎進一步定制，大大的降低了應用服務的鏡像制作成本。使用Dockerfile 使鏡像建構透明化，不僅僅開發團隊可以了解應用運作環境，也友善運維團隊了解應用運作所需條件，幫助更好的生産環境中部署該鏡像。

元件　

鏡像(Image)

　　鏡像，可以了解為一個模闆，這個模版提供了器運作時所需的程式、庫、資源、配置等必要檔案。隻要有了這個模版，我們可以在任何裝有docker的系統上運作容器，也就是所謂的Docker是build once，run everywhere。

容器(Container)

　　容器，就是依據鏡像這個模闆建立出來的實體。容器的實質是程序，但與直接在宿主執行的程序不同，容器程序運作于屬于自己的獨立的命名空間。是以容器可以擁有自己的root 檔案系統、自己的網絡配置、自己的程序空間，甚至自己的使用者ID 空間。容器内的程序是運作在一個隔離的環境裡，使用起來，就好像是在一個獨立于宿主的系統下操作一樣。這種特性使得容器封裝的應用比直接在宿主運作更加安全。

倉庫(Repository)

　　倉庫，故名思義就是存放東西的，這裡的“東西”就是Image。使用者可以通過倉庫拉取鏡像運作容器，也可以建構鏡像存放在倉庫中。倉庫可分為為公共倉庫和私有倉庫，所有使用者都能使用的倉庫稱為公共倉庫，而私有倉庫則是個人或者團隊自己搭建，隻供個人或者團隊使用。

一個直覺圖說明其各個元件運作關系：

版本

　　Docker 從v17.03開始劃分為CE 和EE。CE 即社群版，EE 即企業版，強調安全，付費使用。Docker在1.13 版本之後，從2017年的3月1日開始，版本命名規則變為如下：

　　Docker CE 每月釋出一個Edge 版本(17.03, 17.04, 17.05…)，每三個月釋出一個Stable 版本(17.03, 17.06, 17.09…)，Docker EE 和Stable 版本号保持一緻，但每個版本提供一年維護。

二、安裝部署

安裝說明

　　安裝需求：

•  Linux kernel(核心) 3.10+
•  Linux kernel cgroups and namespaces 

由于Docker是建立在linux中兩種核心技術之上：namespace與Cgroup，而User namespace出現的版本是3.8，是以安裝docker需要核心版本大于3.10，centos6核心版本是2.6是以無法在其上使用docker。

namespace	系統調用參數	隔離内容	核心版本
UTS	CLONE_NEWUTS	主機名和域名	2.6.19
IPC	CLONE_NEWIPC	信号量、消息隊列和共享記憶體
PID	CLONE_NEWPID	程序編号	2.6.24
Network	CLONE_NEWNET	網絡裝置、網絡棧、端口等	2.6.29
Mount	CLONE_NEWNS	挂載點（檔案系統）	2.4.19
User	CLONE_NEWUSER	使用者和使用者組	3.8

centos7安裝

1. 安裝依賴

yum install -y yum-utils \
  device-mapper-persistent-data \
  lvm2      

2.添加倉庫

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

3. 檢視docker版本清單

yum list docker-ce --showduplicates | sort -r      

4. 安裝指定版本的docker（可忽略，直接安裝最新版）

yum install docker-ce-<VERSION_STRING> docker-ce-cli-<VERSION_STRING> containerd.io      

5.安裝最新版docker

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

Debian&Ubuntu

1. 更新包管理

sudo apt-get update      

2. 添加https包信任

sudo apt-get install \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    gnupg2 \
    software-properties-common      

3. 添加docker官方GPG 證書

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/debian/gpg | sudo apt-key add -      

4. 寫入軟體資訊

sudo add-apt-repository \
   "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/debian \
   $(lsb_release -cs) \
   stable”      

4. 更新并安裝docker

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io      

5.若安裝指定版本采用如下方式

#列出版本
$ apt-cache madison docker-ce

  docker-ce | 5:18.09.1~3-0~debian-stretch | https://download.docker.com/linux/debian stretch/stable amd64 Packages
  docker-ce | 5:18.09.0~3-0~debian-stretch | https://download.docker.com/linux/debian stretch/stable amd64 Packages
  docker-ce | 18.06.1~ce~3-0~debian        | https://download.docker.com/linux/debian stretch/stable amd64 Packages
  docker-ce | 18.06.0~ce~3-0~debian        | https://download.docker.com/linux/debian stretch/stable amd64 Packages
#安裝  
sudo apt-get install docker-ce=<VERSION_STRING> docker-ce-cli=<VERSION_STRING> containerd.io      

運作docker

停止防火牆、關閉selinux

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld && setenforce 0      

配置鏡像加速

預設docker從DockerHUB上拉取鏡像，由于國内網絡原因下載下傳鏡像速度會變慢，是以可以配置國内鏡像加速位址https://registry.docker-cn.com，當有多個鏡像加速位址時候可在清單中以逗号分割。

mkdir  /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com"]
}

EOF      

#重新裝載systemd服務
systemctl daemon-reload
#啟動docker
systemctl start docker
#開機自動docker
#systemctl enable docker
#檢視docker版本
[root@app51 ~]# docker version
Client:
Version:           18.09.2
API version:       1.39
Go version:        go1.10.6
Git commit:        6247962
Built:             Sun Feb 10 04:13:27 2019
OS/Arch:           linux/amd64
Experimental:      false

Server: Docker Engine - Community
Engine:
  Version:          18.09.2
  API version:      1.39 (minimum version 1.12)
  Go version:       go1.10.6
  Git commit:       6247962
  Built:            Sun Feb 10 03:47:25 2019
  OS/Arch:          linux/amd64      

三、docker基本操作

容器操作

docker 指令采用了分組管理的思想，已經納入管理的docker指令如下(版本18.09.2)： 

其中docker container 則是管理容器指令，老的版本中是使用docker進行容器管理，新版本相容老版本docker指令，是以對容器管理既可用docker也可以用docker container。

1.啟動容器 

方式1:docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG…]

常用OPTIONS：

• -i：--interactive,互動式啟動
• -t：--tty，配置設定終端
• -v：--volume,挂在資料卷
• -d：--detach，背景運作
•  --name：容器名字
•  --network：指定網絡
•  --rm：容器停止自動删除容器
• -P：自動暴露所有容器内端口，宿主随機配置設定端口
• -p：指定端口映射，将容器内服務的端口映射到主控端的指定端口，可以使用多個-p

　　　　可以使用如下三種方式：

　　　　<container port>：随機配置設定主控端的一個端口作為映射端口

　　　　<hostport>:<container port>指明主機的端口映射為容器端口

　　　　<hostip>:<hostport>:<container port>指定主機ip和端口

示例：運作一個名字為nginx-container的容器，使用鏡像nginx，并将主控端的8080映射到容器内部80端口，然後進入互動模式。 

[root@app51 ~]# docker run -it --name nginx-container -p 8080:80  nginx /bin/bash
root@fd92290433da:/# ls
bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var      

2.檢視容器

docker ps [OPTIONS]

常用選項：

• -a：--all ，檢視所有容器，包括退出和其他狀态的
• -n:：--last int，顯示最後n個建立的容器
• -l, ：--latest ，顯示最近的容器

示例 :

root@app51 ~]# docker ps -n 2
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                  NAMES
4d51a1cdf4b4        busybox             "/bin/sh"                11 seconds ago      Up 9 seconds                               busybox
383f31ff8f01        nginx               "nginx -g 'daemon of…"   3 minutes ago       Up 3 minutes        0.0.0.0:8080->80/tcp   nginx-container
[root@app51 ~]# docker ps -l
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
4d51a1cdf4b4        busybox             "/bin/sh"           41 seconds ago      Up 39 seconds                           busybox
[root@app51 ~]#      

3.檢視容器具體資訊

docker inspect [OPTIONS] NAME|ID [NAME|ID…]

示例：

[root@app51 ~]# docker inspect busybox
[
    {
        "Id": "4d51a1cdf4b4e06831faa6e54a32f1f8eb544e349028083b12f5b3f87af075c9",
        "Created": "2019-02-23T09:10:20.907074902Z",
        "Path": "/bin/sh",
        "Args": [],      

4.停止容器

方式一：docker stop [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER…]

方式二： docker kill [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER…] 

差別：docker stop 相當于發送15停止信号，而kill是強制終止對應信号9

[root@app51 ~]# docker stop nginx-container 
nginx-container      

5.啟動已停止的容器

docker start [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER…]

• -a：--attach 附加終端
• -I：--interactive 互動式 

[root@app51 ~]# docker start -ia busybox
/ # ls
bin   dev   etc   home  proc  root  sys   tmp   usr   var
/ # ps 
PID   USER     TIME  COMMAND
    1 root      0:00 /bin/sh
    7 root      0:00 ps      

6.删除容器

docker rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER…] 或者docker container rm

如果删除的容器正在運作則需要指定-f進行強制删除

• -f： --force 強制删除

示例： 

docker rm nginx-container      

Ps:删除所有容器

docker rm -f `docker ps -a -q`
docker ps -a |awk -F ' ' '{print $1}' |xargs docker rm -f      

7. 暫停某個容器

docker pause CONTAINER [CONTAINER…]

[root@app51 ~]# docker pause nginx-container
nginx-container      

8.恢複暫停的容器

docker unpause CONTAINER [CONTAINER…]

[root@app51 ~]# docker pause nginx-container
nginx-container      

9.檢視容器日志

docker logs [OPTIONS] CONTAINER

• -t, --timestamps ：顯示日志時間

root@app51 ~]# docker logs nginx-container 
 10.1.201.30 - - [23/Feb/2019:10:55:33 +0000] "GET / HTTP/1.1" 304 0 "-" "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_12_6) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/72.0.3626.109 Safari/537.36" "-"      

10.在已運作的容器中運作指令

docker exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG…]

•   -d：--detach ，背景運作指令
•   -e, --env list             設定env
•   -i, --interactive         啟用互動式
•   -t, --tty                     啟用終端
•   -u, --user string        指定使用者 (格式: <name|uid>[:<group|gid>])
•   -w, --workdir string       指定工作目錄 

[root@app51 ~]# docker exec -it -u nginx nginx-container /bin/sh
$ id
uid=101(nginx) gid=101(nginx) groups=101(nginx)
$      

11.容器導出

docker export [OPTIONS] CONTAINER

容器導出類似于容器快照,導出的是容器的在主控端上的檔案系統壓縮包，導出的檔案系統可使用docker import進行導入，在其他機器導入時候會以鏡像的方式存在。

常用參數

• -o, --output  導出的檔案名稱

示例 ：

[root@app51 ~]# docker export nginx-container -o nginx.tar
[root@app51 ~]# ls -lh ningx.tar
-rw------- 1 root root 107M 2月  23 19:18 ningx.tar      

12.将導出的容器導入為鏡像

docker import [OPTIONS] file|URL|- [REPOSITORY[:TAG]]

容器導入可以是檔案、檔案url、鏡像倉庫

[root@app51 ~]# docker import nginx.tar nginx:v154 
sha256:fd4931710d35765edb9bbd0ea84a886e0901aa7a2de03ab2eefd9aedea0e8646
[root@app51 ~]# docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
nginx               v154                fd4931710d35        10 seconds ago      108MB
<none>              <none>              940cdf68f69d        7 minutes ago       108MB
busybox             latest              d8233ab899d4        8 days ago          1.2MB
nginx               latest              f09fe80eb0e7        2 weeks ago         109MB      

其他導入示例

docker import http://example.com/image.tar.gz  repository:tag        

12.将容器送出為鏡像

docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

• -a,--author     指定作者
• -m, --message 本次送出的資訊
•  -p, --pause      送出為鏡像時候暫停容器
• -c, --change list 修改鏡像某些屬性，列如啟動指令

[root@app51 ~]# docker commit -p -m 'build nginx image' nginx-container nginx:test
sha256:6c68885804ca69970d747cc6cc8050ed7a1b6c24838695ec11b18348318809a6
[root@app51 ~]# docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
nginx               test                6c68885804ca        6 seconds ago       109MB
nginx               v154                fd4931710d35        2 hours ago         108MB      

鏡像操作

在老版本中鏡像操作也是使用的docker指令，新版本進行了分組，可使用docker image 來進行鏡像操作。

1.搜尋鏡像

docker search [OPTIONS] TERM

• --limit 限制搜尋的結果條目數量，預設顯示25條 

[root@app51 ~]# docker search centos
NAME                               DESCRIPTION                                     STARS               OFFICIAL            AUTOMATED
centos                             The official build of CentOS.                   5179                [OK]                
ansible/centos7-ansible            Ansible on Centos7                              120                                     [OK]
jdeathe/centos-ssh                 CentOS-6 6.10 x86_64 / CentOS-7 7.5.1804 x86…   106                                     [OK]
consol/centos-xfce-vnc             Centos container with "headless" VNC session…   80                                      [OK]      

結果字段含義：

NAME：鏡像名稱

DESCRIPTION :鏡像描述

STARS ：獲贊數量

OFFICIAL ：是否為官方鏡像

AUTOMATED：是否為自動建構 

2.下載下傳鏡像 

docker image pull  <IMAGE_NAME>:<TAG>  或者docker pull

TAG不寫預設為最新版本latest

[root@app51 ~]# docker pull centos
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/centos
a02a4930cb5d: Pull complete
Digest: sha256:184e5f35598e333bfa7de10d8fb1cebb5ee4df5bc0f970bf2b1e7c7345136426
Status: Downloaded newer image for centos:latest      

3.檢視鏡像

docker image ls 或者docker images

常用選項:

• -a: 檢視所有已下載下傳的鏡像
• -f: --filter,過濾某些鏡像 

[root@app51 ~]# docker image ls -a
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
centos              latest              1e1148e4cc2c        2 months ago        202MB      

4.删除鏡像

 docker image rm [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]  或者docker rmi IMAGE

[root@app51 ~]# docker image rm centos
Untagged: centos:latest
Untagged: centos@sha256:184e5f35598e333bfa7de10d8fb1cebb5ee4df5bc0f970bf2b1e7c7345136426
Deleted: sha256:1e1148e4cc2c148c6890a18e3b2d2dde41a6745ceb4e5fe94a923d811bf82ddb
Deleted: sha256:071d8bd765171080d01682844524be57ac9883e53079b6ac66707e192ea25956      

5. 鏡像導出

docker save [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]

将鏡像打包為壓縮包，可在其他docker主機進行導入,一次可打包多個

• -o,--output   輸出到檔案

[root@app51 ~]# docker save -o nginx-bus.tar.gz busybox:latest nginx:latest      

6.鏡像導入

docker load [OPTIONS]

将已經導出的鏡像壓縮檔案導入為鏡像

• -i, --input 指定檔案來源 

[root@app51 ~]# docker load -i nginx-bus.tar.gz
Loaded image: nginx:latest
Loaded image: busybox:latest      

7.檢視鏡像資訊

docker image inspect [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]

[root@app51 ~]# docker image inspect nginx
[
    {
        "Id": "sha256:f09fe80eb0e75e97b04b9dfb065ac3fda37a8fac0161f42fca1e6fe4d0977c80",
        "RepoTags": [
            "nginx:latest"
        ],
        "RepoDigests": [
            "nginx@sha256:dd2d0ac3fff2f007d99e033b64854be0941e19a2ad51f174d9240dda20d9f534"
        ],      

其他

運作資訊檢視docker info

[root@app51 ~]# docker info 
Containers: 1
 Running: 1
 Paused: 0
 Stopped: 0
Images: 4
Server Version: 18.09.2
Storage Driver: overlay2
 Backing Filesystem: xfs
 Supports d_type: true
 Native Overlay Diff: true      

版本資訊檢視 docker version

root@app51 ~]# docker  version
Client:
Version:           18.09.2
API version:       1.39
Go version:        go1.10.6
Git commit:        6247962
Built:             Sun Feb 10 04:13:27 2019
OS/Arch:           linux/amd64
Experimental:      false