《前端運維》三、Docker--1映象與容器

Zaking發表於2022-03-25
前端運維Docker

一、基本概念

　　如果我們想要讓軟體執行起來，首先要保證作業系統的設定，其次還需要依賴各種元件和庫的正確安裝。那麼虛擬機器就是一種帶環境安裝的一種解決方案，它可以實現在一種作業系統裡面執行另外一種作業系統，但是虛擬機器的缺點也是十分明顯的，資源佔用多、冗餘步驟多、啟動速度慢。由於虛擬機器存在的這些令人詬病的缺點。Linux發展出了另一種虛擬化技術，Linux Containers，即Linux容器，縮寫為LXC。

　　Linux容器並沒有虛擬一個完整的作業系統，而是對程式進行隔離。或者說，在正常程式的外面套了一層保護層。對於容器裡面的程式來說，它接觸到的各種資源都是虛擬的，從而實現與底層系統的隔離。Linux的容器也十分明顯，體積小、啟動快、資源佔用也是極少的。

　　Docker屬於Linux容器的一種封裝，提供簡單易用的容器使用介面。它是目前最流行的Linux容器解決方案。Docker將應用程式與該程式的依賴，打包在一個檔案裡面。執行這個檔案，就會生成一個虛擬容器。程式在這個虛擬容器裡面執行，就好像在真實的物理機上執行一樣。

　　同時Docker的應用場景也十分廣泛，比如：單專案打包、整套專案打包、新開源技術、環境一致性、持續整合、微服務、彈性伸縮等。

　　下面我們來看一張圖，來學習下Docker體系的結構：

　　我們看上圖哦，Docker通過Docker Client的客戶端傳送指令，驅動Docker Engine引擎來啟動容器，然後通過Containerd來管理對應容器的內容，然後，shim只用來管理每個獨立的容器，通過runC這個輕量級的工具來啟動容器。在啟動容器的時候，可能會去Image Repository映象倉庫中去取對應的依賴。

　　Docker提供了一些內部的元件，我們也需要了解一下：

  • namespaces，名稱空間，Linux核心提供的一種對程式資源隔離的機制，例如程式、網路、掛載等資源。
  • cgroups，控制組，linux核心提供的一種限制程式資源的機制，例如cpu、記憶體等資源。
  • unonFS，聯合檔案系統，支援將不同位置的目錄掛載到同一虛擬檔案系統中，形成一種分層的模型。

二、Docker安裝

　　首先docker的版本型別上，分為企業版和社群版，我們們用社群版就可以了，企業版是付費的。它的安裝文件地址在：https://docs.docker.com/engine/install/centos/。

　　我們通過下面的命令來安裝下docker：

　　先安裝docker的一些依賴：

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

　　再安裝docker的安裝源：

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

　　最後安裝docker：

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

　　這樣，我們的docker就安裝好了。然後我們看下常用的一些命令：

# 啟動docker
systemctl start docker
# 檢視docker資訊
docker version
docker info
# 解除安裝docker
yum remove docker
# 刪除docker相關的資料夾
rm -rf /var/lib/docker

　　我們也可以把相關的軟體依賴改成阿里雲的映象地址，這樣下載的時候會快一些，我就不多說了，因為我沒改：

# 建立一個檔案
sudo mkdir -p /etc/docker
# 寫入一些配置
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://fwvjnv59.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
# 過載所有修改過的配置檔案 
# daemon-reload: 重新載入某個服務的配置檔案
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

三、Docker映象

 　　Docker把應用程式及其依賴，打包再image映象檔案裡面，只有通過這個檔案，才能生成Docker容器。image映象檔案可以看作是容器的模板。Docker根據image映象檔案生成容器的例項。同一個image映象檔案，可以生成多個同時執行的image例項。映象檔案不是一個單一的檔案，而是有多層次的結構。容器其實就是在image映象的最上面一層加了一層讀寫層。在執行容器裡做的任何檔案改動，都會寫到這個讀寫層裡。如果容器刪除了，最上面的讀寫層也就刪除了，改動也就丟失了。

　　我們可以通過docker history [id/name] 檢視映象中各層級的內容及大小，每層對應著dockerfile中的一條指令。

　　下面我們來學習下一些基本的命令：

  1. docker image ls，檢視全部映象。欄位含義如下：
    REPOSITORY 倉庫地址
    TAG 標籤
    IMAGE_ID 映象ID
    CREATED 建立時間
    SIZE 映象大小
  2. docker search [imageName]，查詢映象。欄位含義如下：
    欄位含義
    NAME 名稱
    DESCRIPTION 描述
    STARTS 星星的數量
    OFFICIAL 是否官方源
  3. docker history [imageName]，檢視映象歷史。
  4. docker inspect [imageName]，顯示一個或多個映象資訊。
  5. docker pull [imageName]，拉取映象。
  6. docker push [imageName]，推送一個映象到映象倉庫。
  7. docker rmi [imageName]，刪除映象。
  8. docker image prune，移除未使用的映象，沒有標記或被任何容器引用。
  9. tag，標記本地映象，將其歸入某一倉庫
    • 語法：docker tag [OPTIONS] IMAGE[:TAG] [REGISTRYHOST/][USERNAME/]NAME[:TAG]。
    • 例子：docker tag centos:7 zaking/centos:v1。
  10. export，將容器檔案系統作為一個tar歸檔檔案匯出到STDOUT。
    • 語法：docker export [OPTIONS] CONTAINER。
    • docker export -o hello-world.tar b2712f1067a3。
  11. import，匯入容器快照檔案系統tar歸檔檔案並建立映象。
    • 語法：docker import [OPTIONS] file/URL/- [REPOSITORY[:TAG]。
    • 例子：docker import hello-world.tar。
  12. save，將指定檔案儲存成tar檔案。
    • 語法：docker save [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]。
    • docker save -o hello-world.tar hello-world:latest。
  13. load，載入tar檔案並建立映象。
    • 例子：docker load -i hello-world.tar。
  14. build，根據Dockerfile構建映象。
  • 語法：docker build [OPTIONS] PATH / URL / -。
  • 例子：docker build -t zf/ubuntu:v1。

　　然後，我們學習了一些相關的命令，下面我們來拿這些命令做一些實踐：

　　首先，我們查詢一下centos映象：

docker search centos

　　然後，我們把centos的映象拉取到本地，如果你這裡下載很慢的話，請回頭安裝阿里源，嘻嘻：

docker pull centos

　　然後，我們可以使用fs命令，檢視下現在有哪些映象：

docker image ls

　　下一步我們從遠端映象倉庫拉取一個docker官方的例子映象到本地的映象倉庫：

docker pull docker.io/hello-world

　　然後，可以通過rmi命令，刪除本地映象：

docker rmi hello-world

 

四、Docker容器

 　　首先，我們來學習下一些有關於容器的基本概念。docker run 命令會從image映象檔案中生成一個正在執行的容器例項。該命令具有自動抓取image映象檔案的功能，如果發現本地沒有指定的image檔案，就會從倉庫自動抓取。輸出提示後，例項就會停止執行，容器自動終止，當然，並不是所有的容器都會自動終止。同過image映象檔案生成的生成的容器例項，本身也是一個檔案，成為容器檔案。生成了容器後，就會同時存在兩個檔案，image映象檔案和容器檔案。關閉容器並不會刪除容器檔案，只是停止容器的執行。

　　下面，我們來學習一下容器有關的命令：

  1. docker run：啟動容器。
    • 例子：docker run ubuntu /bin/echo 'hello world'。這句話的意思就是，通過ubuntu映象生成一個容器，在容器中執行/bin/echo 'helloworld'的命令。我們看下圖，當我們想要執行的命令在容器中列印後，該容器就自動終止了。這就是我們上面說到的含義。另外，如果本地沒有對應的映象，docker會自動去docker hub拉取。
    • 引數：
      • -i，--interactive：互動式。
      • -t，-tty：分配一個偽終端。
      • -d，--detach：執行容器到後臺。
      • -a，--attach list：附加到執行的容器。
      • -e，--env list：設定環境變數。
      • -p，--publish list：釋出容器埠到主機。
      • -P，--publish-all：。
  2. docker ps：檢視容器。
    • 引數：
      • -a：顯示所有的容器，包括已停止的。
      • -l：顯示最新的那個容器。
        欄位含義
        CONTAINER ID 容器ID
        IMAGE 使用的映象
        COMMAND 使用的命令
        CREATED 建立時間
        STATUS 狀態
        PORTS 埠號
        NAMES 自動分配的名稱
  3. docker run -i -t ubuntu /bin/bash：執行互動式的容器。可以通過exit命令或CTRL+D退出互動介面。
    • -t=--interactive 在新容器內指定一個偽終端或終端。
    • -i=--tty 允許你對容器內的標準輸入 (STDIN) 進行互動。
  4. docker kill：kill是不管容器同不同意，直接執行kill -9，強行終止；stop的話，首先給容器傳送一個TERM訊號，讓容器做一些退出前必須的保護性、安全性操作，然後讓容器自動停止執行，如果在一段時間內，容器還是沒有停止，再進行kill -9，強行終止。
    • 例子：docker kill 5a5c3a760f61。
  5. docker rm：刪除容器。
    • 例子：docker rm 5a5c3a760f61。
    • docker rm $(docker ps -a -q)。刪除所有的容器，-a，所有的，-q顯示id號。就是批量刪除所有的意思。
  6. docker start [containerId]：啟動容器。
  7. docker stop [containerId]：停止容器。
  8. docker attach [containerID]：進入一個容器。
  9. docker container -exec -it [containerID] /bin/bash：進入一個正在進行中的容器。
  10. docker container cp [containerID]/readme.md .：拷貝檔案。
  11. docker run --rm ubuntu /bin/bash：自動刪除。
  12. docker container stats：顯示容器資源使用統計。
  13. docker container top：顯示一個容器執行的程式。
  14. docker update -m 500m 6d1a25f95132：更新一個或多個容器配置。
  15. 列出指定的容器的埠對映： 
    docker run -d -p 8080:80 nginx 
docker container port containerID　

  16. docker logs [containerId]：檢視docker容器的輸出。

　　下面，我們把上面學習的命令來實踐一下：

　　剛才我們在學習run命令的時候已經啟動了一個容器並列印出了命令，那個是最基礎的方法，那下面，我們來檢視下我們的容器都有哪些：

docker ps -a

 　　哈，只有一個，就是我們剛才執行的那個。下面我們來試一下啟動一個互動式的容器：

docker run -i -t ubuntu /bin/bash 

　　我們就進入了互動式容器的偽終端裡，可以進行命令互動。然後我們執行下面的命令：

docker run centos ping www.baidu.com

　　執行了這個命令後，就會一直ping www.baidu.com，別的事就幹不了了，只能看著：

　　此時，我們就需要--detach引數，進入後臺執行：

docker run --detach centos ping www.baidu.com

　　然後，這個容器就會在後臺執行：

 　　那，我想要檢視這個容器裡面的日誌怎麼辦呢，通過下面的命令就可以檢視對應容器裡的日誌了：

docker logs --follow [id/name]

　　當然，我們也可以通過attach，重新進入這個容器。

docker attach [id]

　　然後，可以通過stop命令，停止某個正在執行中的容器：

docker stop [containerId]

 　　docker stop是否能停止，是由容器內部指定的，需要執行完一些必要的容器才會停止。如果你希望可以立即殺死該容器，直接強行終止，就使用kill命令。停止了以後，我們可以通過docker start來重新啟動。

　　然後，我們可以通過rm命令，刪除已有的容器：

docker ps -a

　　先通過ps命令看下目前容器的id，然後通過rm刪除：

docker rm [id]

　　這樣一個一個刪除太慢了，我們可以通過下面的命令批量刪除：

docker rm $(docker ps -a -q)

　　很簡單吧。

 

1、其它命令實踐：

　　下面我們來練習下其他命令，我們先啟動個hello-world的容器：

docker run hello-world

　　然後我們把這個容器匯出：

docker export -o hello-world.tar [cantainerId]

　　然後我們看下這個檔案：　　

 　　刪除這個容器：

docker rm [containerId]

　　然後映象檔案也刪除掉：

docker rmi hello-world

 　　然後，我們可以通過import命令，把剛才匯出的tar包，再匯入回來：

docker import hello-world.tar

 　　就是這個了。

 　　save命令可以把指定映象打包成tar檔案：

docker save -o redis.tar redis:latest

　　然後刪除你剛才打包成tar的映象，怎麼刪除我就不說了啊。刪除了之後，我們可以通過load命令，把剛才的tar包下載回來。

docker load -i redis.tar

　　使用者既可以使用 docker load 來匯入映象儲存檔案到本地映象庫，也可以使用 docker import 來匯入一個容器快照到本地映象庫。這兩者的區別在於容器(import)快照檔案將丟棄所有的歷史記錄和後設資料資訊（即僅儲存容器當時的快照狀態），而映象(load)儲存檔案將儲存完整記錄，體積也要大。此外，從容器(import)快照檔案匯入時可以重新指定標籤等後設資料資訊。

 2、下面我們來實踐一些容器相關的：

　　我們先後臺跑起來前面的那個ping命令：

docker run --detach centos ping www.baidu.com

　　然後，我們來用stats看下它的狀態：

docker stats [containerId]

 　　然後可以通過top命令，檢視一個執行中容器的程式：

docker top [containerId]

 　　我們還可以使用update命令更新一個或多個容器的配置，看stats那個圖，LIMIT是1.7G左右，我們來通過update命令，限制一下它的記憶體：

docker update -m 500m [containerId]

 　　可惜報錯了，他跟你說還要同時設定memoryswap，設定一下唄：

 　　然後LIMIT就變成了500M，簡單吧。

3、下面我們來實踐下如何對映指定容器的埠：

　　先使用下面的命令，啟動一個docker容器中的nginx：

docker run -d -P nginx

　　這樣會自動指定與宿主機的埠對映。

 　　圖中紅框的部分就是自動指定的與宿主機的對映，我們也可以手動設定：

docker run -d -p 8080:80

 　　這個意思就是說宿主機的ip是8080埠對映到docker容器的nginx的80埠。

4、學習下如何commit命令製作個性化映象：

　　我們先停止並刪除之前所有的容器：

docker stop $(docker ps -a -q)
docker rm $(docker ps -a -q)

　　然後像之前的例子一樣，啟動一個nginx容器。

　　通過下面的命令進入到容器的偽終端中：

docker exec -it [containerId]/bin/bash

　　然後，我們進入到容器的nginx儲存html檔案的目錄，/usr/share/nginx/html：

cd /usr/share/nginx/html

　　建立一個html檔案：

echo hello > hello.html

　　然後我們再開啟一個命令列，訪問一下剛才的nginx服務，要注意檢視埠號哦：

 　　這樣就成功了。下面看下如何基於這個容器，建一個新的映象：

docker commit -m'zakings nginx' -a'zaking' 0a90e57ca86b zaking/zakingnginx

　　這段程式碼是什麼意思呢，docker commit -m'描述資訊' -a'作者資訊' [containerId] [包名]。

 　　我們可以檢視下：

 　　多了我們剛才生成的映象。下面我們清空下容器，使用我們自己建立的映象建立容器：

 　　不多說了，實踐好多遍了。

　　然後呢，實際上就是跟之前的方式一樣，建立nginx容器，並自動設定埠號就好了：

docker run -d -P [你自己剛才生成的映象名字]

 　　然後，在另一個終端訪問下：

 　　直接就出來了，不需要我們再重新建立了。當然，如果要釋出到遠端倉庫，需要註冊賬號。這個我就不多說了，大家有興趣可以自己試一下。

　　好啦，關於容器和映象的部分。就先到這裡了。

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