docker基础详解

秒速五厘米 2021-09-14 00:04 227阅读 0赞

# docker简介 #

Docker 使用 Google 公司推出的 Go 语言进行开发实现，对进程进行封装隔离，属于操作系统层面的虚拟化技术。

## Docker 镜像 ##

**Docker 镜像**是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。**镜像**不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

**镜像构建时**，会一层层构建，前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。

**分层存储**的特征还使得镜像的复用、定制变的更为容易。甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层，然后进一步添加新的层，以定制自己所需的内容，构建新的镜像。

> **注意：**在构建镜像的时候，需要额外小心，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。

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## Docker 容器 ##

镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。

容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立的 命名空间。因此容器可以拥有自己的 root 文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间，甚至自己的用户 ID 空间。

容器内的进程是运行在一个隔离的环境里，使用起来，就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。这种特性使得容器封装的应用比直接在宿主运行更加安全。

每一个容器运行时，是以镜像为基础层，在其上创建一个当前容器的存储层，我们可以称这个为容器运行时读写而准备的存储层为**容器存储层**。

**容器存储层**的生存周期和容器一样，容器消亡时，容器存储层也随之消亡。因此，任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。

**按照 Docker 最佳实践的要求**，容器不应该向其存储层内写入任何数据，容器存储层要保持无状态化。**所有的文件写入操作**，都应该使用 **数据卷**（Volume）、或者**绑定宿主目录**，在这些位置的读写会跳过容器存储层，直接对宿主(或网络存储)发生读写，其性能和稳定性更高。

**数据卷**的生存周期独立于容器，容器消亡，数据卷不会消亡。因此，使用数据卷后，容器可以随意删除、重新 run，数据却不会丢失。

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## Docker Registry ##

在某个服务器上镜像构建完成后，如果需要在其它服务器上使用这个镜像，我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务，Docker Registry 就是这样的服务。

一个 **Docker Registry** 中可以包含多个**仓库**（Repository）；每个**仓库**可以包含多个**标签**（Tag）；每个标签对应一个**镜像**。

一个**仓库**会包含同一个软件不同版本的**镜像**，而标签就常用于对应该软件的各个版本。我们可以通过 <仓库名>:<标签> 的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签，将以 latest 作为默认标签。

**以 Ubuntu 镜像 为例**，ubuntu 是仓库的名字，其内包含有不同的版本标签，如，14.04, 16.04。我们可以通过 ubuntu:14.04，或者 ubuntu:16.04 来具体指定所需哪个版本的镜像。如果忽略了标签，比如 ubuntu，那将视为 ubuntu:latest。

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## Docker Registry 公开服务 ##

**Docker Registry 公开服务**是开放给用户使用、允许用户管理镜像的 Registry 服务。一般这类公开服务允许用户免费上传、下载公开的镜像，并可能提供收费服务供用户管理私有镜像。

**最常使用的 Registry 公开服务**是官方的 Docker Hub，这也是默认的 Registry，并拥有大量的高质量的官方镜像。除此以外，还有 CoreOS 的 Quay.io，CoreOS 相关的镜像存储在这里；Google 的 Google Container Registry，Kubernetes 的镜像使用的就是这个服务。

**国内也有一些云服务商提供类似于 Docker Hub 的公开服务。**比如 时速云镜像仓库、网易云镜像服务、DaoCloud 镜像市场、阿里云镜像库等。

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## 私有 Docker Registry ##

Docker 官方提供了 Docker Registry 镜像，可以直接使用做为私有 Registry 服务。

开源的 Docker Registry 镜像只提供了 Docker Registry API 的服务端实现，足以支持 docker 命令，不影响使用。但不包含图形界面，以及镜像维护、用户管理、访问控制等高级功能。在官方的商业化版本 Docker Trusted Registry 中，提供了这些高级功能。

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# Docker虚拟化方式 跟传统的虚拟化方式的区别 #

**传统虚拟机技术**是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统，在该系统上再运行所需应用进程。

**容器**内的应用进程直接运行于宿主的内核，容器内没有自己的内核，而且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更为轻便

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## 虚拟化图解 ##

**传统虚拟化图解如下：**  
![传统虚拟化][SouthEast]

**Docker虚拟化图解如下：**  
![这里写图片描述][SouthEast 1]

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## 对比传统虚拟机总结 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>特性</th> 
   <th>容器</th> 
   <th>虚拟机</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>启动</td> 
   <td>秒级</td> 
   <td>分钟级</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>硬盘使用</td> 
   <td>一般为 MB</td> 
   <td>一般为 GB</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>性能</td> 
   <td>接近原生</td> 
   <td>弱于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>系统支持量</td> 
   <td>单机支持上千个容器</td> 
   <td>一般几十个</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>运行环境</td> 
   <td>保证开发环境、测试环境、生产环境一致</td> 
   <td>无法保证开发环境、测试环境、生产环境</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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# docker 安装 #

sudo apt-get -y install apt-transport-https ca-certificates curl
    curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
    sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
    
    sudo apt-get update
    
    sudo apt-get -y install docker-ce

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# 使用镜像 #

## 获取镜像 ##

docker pull [选项] [Docker Registry地址]<仓库名>:<标签>

具体的选项可以通过 docker pull –help 命令看到，这里我们说一下镜像名称的格式。

**参数说明：**  
**Docker Registry地址：**地址的格式一般是 <域名/IP>\[:端口号\]。默认地址是 Docker Hub。  
**仓库名：**如之前所说，这里的仓库名是两段式名称，既 <用户名>/<软件名>。对于 Docker Hub，如果不给出用户名，则默认为 library，也就是官方镜像。

获取镜像，命令如下：

$ docker pull ubuntu:1６.04

有了镜像后，可以以这个镜像为基础启动一个容器来运行，命令如下：

docker run -it --rm ubuntu:1６.04 bash

退出容器，命令如下：

exit

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## 列出镜像 ##

**要想列出已经下载下来的镜像，可以使用 docker images 命令。**

docker images

**列出部分镜像**

docker images ubuntu

**列出特定的某个镜像，也就是说指定仓库名和标签**

docker images ubuntu:16.04

**以特定格式（镜像 ID ）显示**

docker images -q

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## 删除本地镜像 ##

删除本地的镜像，可以使用 docker rmi 命令，其格式为：

docker rmi [选项] <镜像1> [<镜像2> ...]

**用 ID、镜像名、摘要删除镜像**  
其中，<镜像> 可以是 镜像短 ID、镜像长 ID、镜像名 或者 镜像摘要。

比如我们有这么一些镜像：

$ docker images
    REPOSITORY                  TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
    centos                      latest              0584b3d2cf6d        3 weeks ago         196.5 MB
    redis                       alpine              501ad78535f0        3 weeks ago         21.03 MB
    docker                      latest              cf693ec9b5c7        3 weeks ago         105.1 MB
    nginx                       latest              e43d811ce2f4        5 weeks ago         181.5 MB

**删除 redis:alpine 镜像，命令如下：**

#docker images 默认列出的就已经是短 ID 了，一般取前3个字符以上，只要足够区分于别的镜像就可以了。
    
    docker rmi 501

**用镜像名，也就是 <仓库名>:<标签>，来删除镜像，命令如下：**

docker rmi centos

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# 操作 Docker 容器 #

容器是独立运行的一个或一组应用，以及它们的运行态环境。对应的，虚拟机可以理解为模拟运行的一整套操作系统（提供了运行态环境和其他系统环境）和跑在上面的应用。

## 启动容器 ##

**新建并启动**  
下面的命令输出一个 “Hello World”，之后终止容器。

$ sudo docker run ubuntu:14.04 /bin/echo 'Hello world'
    Hello world

下面的命令则启动一个 bash 终端，允许用户进行交互。

$ sudo docker run -t -i ubuntu:14.04 /bin/bash
    root@af8bae53bdd3:/#

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## 删除容器 ##

**docker rm 用来删除一个处于终止状态的容器**

$sudo docker rm  trusting_newton
    trusting_newton

如果要删除一个运行中的容器，可以添加 -f 参数。Docker 会发送 SIGKILL 信号给容器。

**清理所有处于终止状态的容器**

docker rm $(docker ps -a -q)

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## 导出和导入容器 ##

**导出容器，使用 docker export 命令**

$ sudo docker ps -a
    CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS                    PORTS               NAMES
    7691a814370e        ubuntu:14.04        "/bin/bash"         36 hours ago        Exited (0) 21 hours ago                       test
    $ sudo docker export 7691a814370e > ubuntu.tar

**导入容器快照**

使用 docker import 从容器快照文件中再导入为镜像

$ cat ubuntu.tar | sudo docker import - test/ubuntu:v1.0
    $ sudo docker images
    REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED              VIRTUAL SIZE
    test/ubuntu         v1.0                9d37a6082e97        About a minute ago   171.3 MB

此外，也可以通过指定 URL 或者某个目录来导入，例如

$sudo docker import http://example.com/exampleimage.tgz example/imagerepo

[SouthEast]: /images/20210913/2497608cf26240c5bbf68b2c35ad3525.png
[SouthEast 1]: /images/20210913/337c8285ebf8447a99be29d425a9c21f.png