docker笔记2-镜像与容器

本是古典何须时尚 2021-09-18 12:46 459阅读 0赞

## docker镜像概述 ##

操作系统分为内核kernel和用户空间。对于Linux而言，内核(bootfs)启动后会挂载root文件系统为其提供用户空间支持。而docker镜像，就相当于是一个root文件系统(rootfs)。

*  bootfs:用于系统引导的文件系统，包括bootloader和kernel,容器启动完成后会被卸载以节约内存资源
 *  rootfs:位于bootfs之上，表现为docker容器的根文件系统

### 镜像原理 ###

镜像的root文件系统被设计为分层存储的架构。镜像在构建时，会一层一层构建，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会发生在自己这一层。

分层存储的特征使得镜像的复用，定制变得更加容易。可以使用构建好的镜像作为基础层，再进一步的添加新的层，以定制自己所需的内容，构建新的镜像。  
简单来说，镜像是：

*  文件和metedata的集合(rootfs)
 *  镜像是分层存储的，并且每一层都可以添加改变删除文件，成为一个新的镜像
 *  不同镜像可以共享相同的layer(层)
 *  镜像本身是read-only的

### 镜像获取 ###

镜像的获取方式:

*  从镜像仓库(registry)获取
 *  通过commit命令将容器保存为镜像
 *  通过Dockerfile定制容器(推荐使用)
 *  通过rootfs压缩包导入
 *  docker save和docker load命令

### 镜像管理 ###

**从Registry拉取镜像**  
在[docker hub][]上有大量高质量的镜像可以使用，从镜像仓库拉取镜像的命令格式是:

docker pull [选项] [Docker Registry 地址[:端口号]/]仓库名[:标签]

**镜像的名称格式**

*  Docker镜像仓库地址:<域名/IP>\[:端口号\]，默认地址是docker hub
 *  仓库名:<用户名>/<软件名>，对于docker hub，如果不给出用户名，默认是library,也就是官方镜像
 *  标签:标签一般是镜像的版本信息，不指定标签默认是latest

例如:docker pull centos

$ 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

这条命令没有给出镜像仓库地址，默认从Docker Hub上获取。而镜像名称是centos，因此会获取官方镜像`library/centos`中标签为`latest`的镜像

**配置镜像加速器**  
因为docker hub地址是在国外，从国内拉取镜像仓库中的镜像会比较慢，此时可以配置镜像加速器。  
目前Docker官方和国内的云服务商都有提供国内加速服务。

*  [Docker官方提供的中国加速器][Docker]
 *  [阿里云加速器][Link 1]

配置阿里云加速器为例:  
**环境说明**

系统环境:centos7
    
    docker版本:Docker version 18.03.0-ce

**创建目录文件**

$ mkdir -p /etc/docker
    $ vim /etc/docker/daemon.json

**添加配置内容,配置内容在阿里云[容器镜像服务][Link 1]中可以获取，每个阿里云账号都有自己的镜像加速器。**

{
      "registry-mirrors": ["https://这里的配置每个人都有.mirror.aliyuncs.com"]
    }

**然后就是重新加载文件和重启docker,就可以了**

$ systemctl daemon-reload
    $ systemctl restart docker

**列出镜像**  
列出本地镜像的命令是:

$ docker image ls

或者

$ docker images

**删除镜像**  
删除本地镜像的命令:

$ docker image rm [选项] <镜像1> [<镜像2> ...]

镜像可以是镜像短ID，长ID，镜像名或者镜像摘要。  
下面看`$ docker images`列出的镜像信息。

$ docker images
    REPOSITORY                   TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
    centos                       latest              1e1148e4cc2c        2 months ago        202MB
    busybox                      latest              59788edf1f3e        4 months ago        1.15MB
    django-compose_web           latest              cfd70f0cb009        5 months ago        969MB
    postgres                     latest              ac25c2bac3c4        5 months ago        228MB
    my-compose_web               latest              4867e7c35cc9        5 months ago        86.5MB

其中REPOSITORY+TAG称为镜像名，IMAGE ID是镜像ID，取前几位就是镜像短ID。  
比如用镜像名删除centos镜像:

$ docker image rm centos:latest
    Untagged: centos:latest
    Untagged: centos@sha256:184e5f35598e333bfa7de10d8fb1cebb5ee4df5bc0f970bf2b1e7c7345136426
    Deleted: sha256:1e1148e4cc2c148c6890a18e3b2d2dde41a6745ceb4e5fe94a923d811bf82ddb
    Deleted: sha256:071d8bd765171080d01682844524be57ac9883e53079b6ac66707e192ea25956

使用镜像短ID删除镜像：

$ docker image rm 59788ed
    Untagged: busybox:latest
    Untagged: busybox@sha256:2a03a6059f21e150ae84b0973863609494aad70f0a80eaeb64bddd8d92465812
    Deleted: sha256:59788edf1f3e78cd0ebe6ce1446e9d10788225db3dedcfd1a59f764bad2b2690
    Deleted: sha256:8a788232037eaf17794408ff3df6b922a1aedf9ef8de36afdae3ed0b0381907b

可以看到busybox这个镜像已经被删除。

也可以类似管道一样，结合其他命令的结果来删除镜像，比如`docker image ls -q`，先看看这个命令的执行结果。

$ docker image ls -q python
    449d3495be0e
    825141134528
    825141134528
    40792d8a2d6d

这个命令执行返回本地镜像中所有python镜像的镜像ID，有了ID就可以结合`docker image rm`来删除了。

docker image rm $(docker image ls -q)

这条命令对想要成批删除镜像很有帮助。  
**给镜像打标签**  
给镜像打标签的命令是`docker tag 原镜像 新镜像名:标签`，注意，打标签会新生成一个镜像，而且这个新的镜像ID和原镜像一样。  
`注意`：镜像的唯一标识是其ID和摘要，一个镜像可以有多个标签。当删除镜像的时候，实际上是删除某个标签的镜像。

$ docker tag busybox busybox:version1
    $ docker images
    REPOSITORY                   TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
    busybox                      latest              d8233ab899d4        12 days ago         1.2MB
    busybox                      version1            d8233ab899d4        12 days ago         1.2MB

**启动镜像为容器**  
启动镜像为容器的命令，列举常用的一条命令：  
`docker run -itd (镜像名/ID/镜像摘要)`

$ docker run -itd busybox
    aa6ef78ae7b93704cbf9f99e184c2e2cb53924d693ca67c370fa74f52ff38d15

上面示例启动了`busybox`镜像为容器，不添加标签说明默认启动`busybox:latest`。  
选项说明：

*  `-i`表示让容器的标准输入打开，
 *  `-t`表示分配一个伪终端，
 *  `-d`表示后台启动。

要把-i -t -d 放到镜像名字前面。  
**查看运行状态的容器**  
查看容器运行状态使用`docker ps`只能查看运行中的容器,`-a`选项查看全部容器，包括未运行的容器。

$ docker ps
    CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                  NAMES
    aa6ef78ae7b9        busybox             "sh"                     23 minutes ago      Up 23 minutes                              thirsty_brattain
    ee0034f44bc6        wordpress:latest    "docker-entrypoint.s…"   5 months ago        Up About an hour    0.0.0.0:8000->80/tcp   wordpress-compose_wordpress_1
    cbcb7baa5b2f        mysql:5.7           "docker-entrypoint.s…"   5 months ago        Up About an hour    3306/tcp, 33060/tcp    wordpress-compose_db_1
    
    $ docker ps -a
    CONTAINER ID        IMAGE                COMMAND                  CREATED             STATUS                      PORTS                     NAMES
    aa6ef78ae7b9        busybox              "sh"                     23 minutes ago      Up 23 minutes                                         thirsty_brattain
    341ea8ff6424        django-compose_web   "python3 manage.py r…"   5 months ago        Exited (137) 5 months ago                             django-compose_web_1
    bffde084f040        django-compose_web   "django-admin.py sta…"   5 months ago        Exited (0) 5 months ago                               django-compose_web_run_1
    0f68cb4ccae0        postgres             "docker-entrypoint.s…"   5 months ago        Exited (0) 5 months ago                               django-compose_db_1
    ee0034f44bc6        wordpress:latest     "docker-entrypoint.s…"   5 months ago        Up About an hour            0.0.0.0:8000->80/tcp      wordpress-compose_wordpress_1

### 使用commit构建镜像 ###

镜像是容器的基础，每次执行 docker run 的时候都会指定哪个镜像作为容器运行的基础。

镜像是多层存储，每一层是在前一层的基础上进行的修改；  
而容器同样也是多层存储，是在以镜像为基础层，在其基础上加一层作为容器运行时的存储  
层。  
因此，在运行的容器对容器进行添加修改操作，也就是修改容器的存储层，docker提供了commit命令可以将容器存储层保存下来称为镜像。用例子看一下吧:  
首先启动一个nginx镜像：

docker run --name webser -d -p 9000:80 nginx

这条命令会启动一个nginx镜像并命名为webser，把本地的9000端口映射到容器内的80端口，这样可以用浏览器去访问。  
![图片描述][1881953077-5c7624587e32e_articlex]  
现在对这个webserver的默认界面进行修改。  
进入容器，进行修改

$ docker exec -it webser bash
    root@432bcf4daf84:/# echo '<h1>Hello, Docker!</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html
    root@432bcf4daf84:/# exit

重新访问可以看到改变。  
![图片描述][3733315532-5c76255e549e7_articlex]  
我们修改了这个容器的存储层，接下来就可以使用commit命令来保存为镜像了。  
docker commit的命令格式是：  
`docker commit [选项] <容器ID或容器名> [<仓库名>[:<标签>]]`  
将上面修改的nginx容器保存提交为镜像:

$ docker commit -a "mori" -m "修改了默认网页" webser nginx:v2
    sha256:25d8d84191b7e2ecbfb3c387797c47c1fa631386c418f63b78ab88067f62e365

\-a也就是author，上面-a也可以改成--author,指定作者信息  
\-m是--message,可以改成--message ，说明  
webser是容器名称，也可以是容器id，容器id通过docker ps查看  
nginx:v2就是保存的镜像名称。

$ docker images
    REPOSITORY                   TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
    nginx                        v2                  25d8d84191b7        6 minutes ago       109MB

可以看到镜像已经保存在本地了。接下来停止刚刚启动的nginx容器

$ docker stop webser

再启动新保存的镜像nginx:v2

$ docker run --name webser2 -d -p 9000:80 nginx:v2

浏览器访问，结果不是nginx默认网页，而是修改后的界面。  
![图片描述][3733315532-5c76255e549e7_articlex]  
注意：docker commit虽然可以很好理解镜像的构成，但是尽量不要用，虽然上面只是简单修改了网页文件，但是使用docker diff webser 可以发现有很多文件被改动或者添加，这会使镜像变得臃肿。

### 通过压缩包导入创建镜像 ###

首先去下载一个压缩包  
[http://openvz.org/Download/te...][http_openvz.org_Download_te...] //下载速度不快，我下载了一个centos6的模板  
![图片描述][1884968614-5c7629f04be66_articlex]  
下载完导入该镜像的命令为：

$ cat centos-6-x86-minimal.tar.gz|docker import - centos6

docker images查看导入的镜像  
![图片描述][3784775910-5c762a18818b2_articlex]

把现有镜像，导出为一个文件：

$ docker save -o moli_nginx.tar nginx

我们还可以用该文件恢复本地镜像：

$ docker load --input  moli_nginx.tar  #或者
    $ docker load <  moli_nginx.tar

### 镜像构建之Dockerfile ###

**Dockerfile是什么？**  
Dockerfile是用来构建docker镜像的镜像文件，是由一系列命令和参数构成的脚本。  
**构建步骤**

*  手动编写一个Dockerfile文件(这个文件最好创建在一个空白目录下)，必须符合Dockerfile文件规范
 *  有了这个文件后，使用docker build命令生成一个自定义的镜像
 *  然后就docker run

**这个Dockerfile文件长什么样？**  
以[centos][]为例，文件内容如下：

FROM scratch
    ADD centos-7-docker.tar.xz /
    
    LABEL org.label-schema.schema-version="1.0" \
        org.label-schema.name="CentOS Base Image" \
        org.label-schema.vendor="CentOS" \
        org.label-schema.license="GPLv2" \
        org.label-schema.build-date="20181205"
    
    CMD ["/bin/bash"]

所谓定制镜像，也就是在一定镜像的基础上，而FROM指令的作用就是指定基础镜像。基础镜像是必须指定的，而且必须是Dockerfile文件的第一条指定。关于其他指令见下面。

**Dockerfile文件中常见的指令**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>指令</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>FROM</td> 
   <td>指定基础镜像，当前新镜像是基于哪个镜像的</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>MAINTAINER</td> 
   <td>镜像维护者的姓名和邮箱地址</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RUN</td> 
   <td>容器构建时需要运行的命令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EXPOSE</td> 
   <td>当前容器对外暴露的端口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>WORKDIR</td> 
   <td>指定在创建容器后，终端默认登录进来的工作目录，一个落脚点</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ENV</td> 
   <td>用来在构建镜像过程中设置环境变量，这个变量可以被后续的RUN命令，WORKDIR命令使用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ADD</td> 
   <td>将宿主机目录下的文件拷贝进镜像并且ADD命令会自动处理URL和解压tar压缩包</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>COPY</td> 
   <td>类似ADD命令，拷贝目录文件到镜像中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>VOLUME</td> 
   <td>容器数据卷，用于数据保存和持久化工作</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>CMD</td> 
   <td>指定一个容器启动时要运行的命令，Dockerfile中可以有多个CMD，但只有最后一个生效，CMD会被docker run之后的参数替换掉</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ENTRYPOINT</td> 
   <td>和CMD类似，都是指定一个容器启动时要运行的命令，不过他不会被替换，而是追加</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ONBUILD</td> 
   <td>当构建一个被继承的Dockerfile时运行命令，父镜像在被子继承后父镜像的onbuild被触发</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[docker hub]: https://hub.docker.com/
[Docker]: https://docs.docker.com/registry/recipes/mirror/#use-case-the-china-registry-mirror
[Link 1]: https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/mirrors
[1881953077-5c7624587e32e_articlex]: /images/20210726/64f086ff4f344c2a839a3fcca2105c6b.png
[3733315532-5c76255e549e7_articlex]: /images/20210726/b7a2b160e31a463499023977276cd518.png
[http_openvz.org_Download_te...]: http://openvz.org/Download/templates/precreated
[1884968614-5c7629f04be66_articlex]: /images/20210726/d913a800dfc24e53a36afbdfd8ac54a2.png
[3784775910-5c762a18818b2_articlex]: /images/20210726/86180175aba44b159163a97f13e813d0.png
[centos]: https://github.com/CentOS/sig-cloud-instance-images/blob/a77b36c6c55559b0db5bf9e74e61d32ea709a179/docker/Dockerfile