Docker要点概览

2019-03-15 本文已影响0人千淘萬漉

一、Docker背景

Docker 从传统虚拟化方式进化而来，Docker是在操作系统层面上实现虚拟化，直接复用本地主机的操作系统，而传统方式则是在硬件层面实现，这样做的好处多多：1、更快速的交付和部署，2、高效的部署和扩容，3、更高的资源利用率，4、更简单的管理。提高资源利用率、高效部署和扩容这些优点是相对于运维来说（尤其是大公司整体而言节省了许多机器资源），从开发角度来看，最主要的好处可能还是在隔离强、移植快！

隔离强：可以将应用程序打包封装到一个容器中，该容器包含了应用程序的代码、运行环境、依赖库、配置文件等必需的资源。容器之间达到进程级别的隔离，在容器中的操作，不会影响道宿主机和其他容器，服务之间不会相互影响！
移植快：用docker容器后，可以实现开发、测试和生产环境的统一化和标准化；打包好的容器移也可以移植到物理机、虚拟机、公有云、私有云、个人电脑、服务器等各种环境。尤其在各种中间件、DB上部署上，利用现有的标准化镜像进行快速的环境搭建。

但是有些特性比如启动快是伪命题，且对于传统应用来说，使用和不使用Docker可能并不能直接给企业带来好处，VM虚拟机其实够用但使用中遇到了问题肯定会更麻烦，因此在采用容器花技术时需要根据场景来权衡利弊。

source：微服务为什么要用docker

二、Docker的架构及核心组件

Docker 采用的是 Client/Server 架构。客户端向服务器发送请求，服务器负责构建、运行和分发容器。客户端和服务器可以运行在同一个 Host 上，客户端也可以通过 socket 或 REST API 与远程的服务器通信

Docker架构

Docker 客户端 - Client：最常用的 Docker 客户端是 docker 命令。通过 docker 我们可以方便地在 Host 上构建和运行容器。

Docker 服务器 - Docker daemon：Docker daemon 是服务器组件，以 Linux 后台服务的方式运行。Docker daemon 运行在 Docker host 上，负责创建、运行、监控容器，构建、存储镜像。

Docker 镜像 - Image：具体的运行应用程序的一个进程，它里面包含应用程序的各种依赖。

Docker 容器 - Container：创建容器的模板，根据不同配置的镜像来创建不同的容器使用。镜像和容器的关系可以理解为面向对象中类和实例对象的关系。

Registry仓库：一个镜像只可以创建一种类型的容器，镜像多了就需要放到镜像仓库中存起来，仓库有本地镜像仓库和公共镜像仓库，平时使用本地仓库的镜像，没有的话去Registry hub公共镜像仓库下载。

三、Docker操作

1、首先第一步是在Linux系统上安装好docker的环境，网上都有不错的教程：
菜鸟：http://www.runoob.com/docker/centos-docker-install.html
博客：https://www.cnblogs.com/yufeng218/p/8370670.html

2、启动一个容器，可以从一个Http服务器开始：

# 1.启动容器 -d后台启动，-p映射端口
docker run -d -p 80:80 httpd
# 2.查看本地容器
docker images
# 3查看运行容器
docker ps -a

3、创建镜像
Dockerfile是一个文本文件，记录了镜像构建的所有步骤。-t 将新镜像命名为 ubuntu-with-vi-dockerfile，命令末尾的.指明 build context 为当前目录。

# 1.Dockerfile形式创建
docker build -t ubuntu-with-vi-dockerfile . 
# 2.会显示镜像的构建历史，也就是 Dockerfile 的执行过程。
docker history

Dockerfile的镜像创建并不是一帆风顺，出了错误需要进行调试可以参考：https://www.cnblogs.com/CloudMan6/p/6853329.html
Dockerfile的语法也可以参考：
https://www.cnblogs.com/CloudMan6/p/6864000.html

附上一则Nginx的Dockerfile创建实例，重要的命令基本都包含在内了：

# 拉取基础镜像
FROM centos

# 声明作者
MAINTAINER author

# 复制源文件到镜像空间中，tar包会自动解压
ADD nginx-1.13.2.tar.gz /usr/local/src

# 在容器中运行指定的命令。
RUN yum install -y gcc gcc-c++ glibc make autoconf openssl openssl-devel
RUN yum install -y libxslt-devel -y gd gd-devel GeoIP GeoIP-devel pcre pcre-devel
RUN useradd -M -s /sbin/nologin nginx

# 设置镜像中的当前工作目录，后续的run、cmd命令都在此目录中
WORKDIR /usr/local/src/nginx-1.13.2

# 编译nginx
RUN ./configure --user=nginx --group=nginx 
--prefix=/usr/local/nginx --with-file-aio  
--with-http_ssl_module  --with-http_realip_module    --with-http_addition_module    
--with-http_xslt_module  --with-http_image_filter_module    --with-http_geoip_module  
--with-http_sub_module  --with-http_dav_module --with-http_flv_module    
--with-http_mp4_module --with-http_gunzip_module  --with-http_gzip_static_module  
--with-http_auth_request_module  --with-http_random_index_module   --with-http_secure_link_module   
--with-http_degradation_module   --with-http_stub_status_module && make && make install

EXPOSE 80

4、镜像命名的规约：
一个特定镜像的名字由两部分组成：repository 和 tag，[image name] = [repository]:[tag]
如果执行 docker build 时没有指定 tag，会使用默认值 latest。其效果相当于：

docker build -t ubuntu-with-vi:latest

可以使用 docker tag 命令进行打包，如：docker tag myimage-v1.9.1 myimage:1

5、镜像仓库
首先可以使用Docker官方仓库，但是Docker Hub虽然非常方便，但还是有些限制，解决方案就是搭建本地的 Registry。Docker 已经将 Registry 开源了，同时在 Docker Hub 上也有官方的镜像 registry。

pull从 registry 下载镜像

# repository的完整格式为：[registry-host]:[port]/[username]/image-name
docker push registry.example:5000/hello-world

push将镜像上传到 registry
docker rmi删除 Docker host 中的镜像/docker rm删除容器
docker search搜索 Docker Hub 中的镜像

6、查看日志
通过docker exec进入容器查看日志，-it以交互模式，执行exit退出容器，回到 docker host。

docker exec -it 'image-id' bash

所有容器的生命周期和状态整理如下：
https://www.cnblogs.com/CloudMan6/p/6961665.html

四、Docker镜像原理

1.base镜像

base 镜像有两层含义：

不依赖其他镜像，从 scratch 构建（白手起家从 0 开始构建）。
其他镜像可以之为基础进行扩展。

base 镜像的通常都是各种 Linux 发行版的 Docker 镜像，比如 Ubuntu, Debian, CentOS 等。Linux 操作系统由内核空间和用户空间组成，其中内核空间是kernel，用户空间的文件系统是 rootfs，包含我们熟悉的 /dev, /proc, /bin 等目录。对于base镜像来说，底层直接用Host的 kernel，自己只需要提供rootfs就行了。

Linux OS

2. 镜像分层结构

新镜像是从base镜像一层一层叠加生成的。每安装一个软件，就在现有镜像的基础上增加一层，这样做的好处就是可：共享资源！当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部。这一层通常被称作“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”。只有容器层是可写的，容器层下面的所有镜像层都是只读的。

镜像分层结构

Copy on Write机制：

添加文件：在容器中创建文件时，新文件被添加到容器层中。
读取文件：在容器中读取某个文件时，Docker 会从上往下依次在各镜像层中查找此文件。一旦找到，立即将其复制到容器层，然后打开并读入内存。
修改文件：在容器中修改已存在的文件时，Docker 会从上往下依次在各镜像层中查找此文件。一旦找到，立即将其复制到容器层，然后修改之。
删除文件：在容器中删除文件时，Docker 也是从上往下依次在镜像层中查找此文件。找到后，会在容器层中记录下此删除操作。

容器层记录对镜像的修改，所有镜像层都是只读的，不会被容器修改，所以镜像可以被多个容器共享。Docker 会缓存已有镜像的镜像层，构建新镜像时，如果某镜像层已经存在，就直接使用，无需重新创建。Dockerfile 中每一个指令都会创建一个镜像层，上层是依赖于下层的。无论什么时候，只要某一层发生变化，其上面所有层的缓存都会失效。

source:https://www.cnblogs.com/CloudMan6/p/6806193.html

3.Docker存储

Data Volume上是 Docker Host 文件系统中的目录或文件，能够直接被 mount 到容器的文件系统中，一般来说应用服务可以放到容器中，因为这部分内容是无状态的，应该作为镜像的一部分。需要持久化的数据放在 Data Volume 中，并且需要和镜像分开存放。分为两种绑定挂载bind mount和容器管理卷docker managed volume，差别就在是否指定mount源。

# 数据挂载 -v 的格式为 <host path>:<container path>
docker run -d -p 80:80 -v <host path>:<container path> httpd

如果不指定mounts源，容器申请挂载docker manged volume时，docker 都会在/var/lib/docker/volumes 下生成一个目录
docker inspect 查看 volume，我们也可以用 docker volume 命令：

关于bind mount和docker managed volume的差别可以参考(docker managed volume)这篇文章

bind mount 是直接将要共享的目录 mount 到容器。
docker managed volume 就要麻烦点。由于 volume 位于 host 中的目录，是在容器启动时才生成，所以需要将共享数据拷贝到 volume 中。