docker 概念 | 安装 | 基本使用

Docker 是世界领先的软件容器平台，所以想要搞懂Docker的概念我们必须先从容器开始说起。

一 先从认识容器开始

先来看看容器较为官方的解释

一句话概括容器：容器就是将软件打包成标准化单元，以用于开发、交付和部署。

• 容器镜像是轻量的、可执行的独立软件包 ，包含软件运行所需的所有内容：代码、运行时环境、系统工具、系统库和设置。
• 容器化软件适用于基于Linux和Windows的应用，在任何环境中都能够始终如一地运行。
• 容器赋予了软件独立性　，使其免受外在环境差异（例如，开发和预演环境的差异）的影响，从而有助于减少团队间在相同基础设施上运行不同软件时的冲突。

再来看看容器较为通俗的解释

如果需要通俗的描述容器的话，我觉得容器就是一个存放东西的地方，就像书包可以装各种文具、衣柜可以放各种衣服、鞋架可以放各种鞋子一样。我们现在所说的容器存放的东西可能更偏向于应用比如网站、程序甚至是系统环境。

二 再来谈谈Docker的一些概念

2.1 什么是Docker？

说实话关于Docker是什么并太好说，下面我通过四点向你说明Docker到底是个什么东西。

• Docker 是世界领先的软件容器平台。
• Docker 使用 Google 公司推出的 Go 语言 进行开发实现，基于 Linux 内核 的cgroup，namespace，以及AUFS类的UnionFS等技术，对进程进行封装隔离，属于操作系统层面的虚拟化技术。 由于隔离的进程独立于宿主和其它的隔离的进
  程，因此也称其为容器。Docke最初实现是基于 LXC.
• Docker 能够自动执行重复性任务，例如搭建和配置开发环境，从而解放了开发人员以便他们专注在真正重要的事情上：构建杰出的软件。
• 用户可以方便地创建和使用容器，把自己的应用放入容器。容器还可以进行版本管理、复制、分享、修改，就像管理普通的代码一样。

2.2 Docker思想

• 集装箱
• 标准化： ①运输方式 ② 存储方式 ③ API接口
• 隔离

2.3 Docker容器的特点

• 轻量
  在一台机器上运行的多个 Docker 容器可以共享这台机器的操作系统内核；它们能够迅速启动，只需占用很少的计算和内存资源。镜像是通过文件系统层进行构造的，并共享一些公共文件。这样就能尽量降低磁盘用量，并能更快地下载镜像。
• 标准
  Docker 容器基于开放式标准，能够在所有主流 Linux 版本、Microsoft Windows 以及包括 VM、裸机服务器和云在内的任何基础设施上运行。
• 安全
  Docker 赋予应用的隔离性不仅限于彼此隔离，还独立于底层的基础设施。Docker 默认提供最强的隔离，因此应用出现问题，也只是单个容器的问题，而不会波及到整台机器。

2.4 为什么要用Docker

• Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境，确保了应用运行环境一致性，从而不会再出现 “这段代码在我机器上没问题啊” 这类问题；——一致的运行环境
• 可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。大大的节约了开发、测试、部署的时间。——更快速的启动时间
• 避免公用的服务器，资源会容易受到其他用户的影响。——隔离性
• 善于处理集中爆发的服务器使用压力；——弹性伸缩，快速扩展
• 可以很轻易的将在一个平台上运行的应用，迁移到另一个平台上，而不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况。——迁移方便
• 使用 Docker 可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。——持续交付和部署

三 容器 VS 虚拟机

简单来说： 容器和虚拟机具有相似的资源隔离和分配优势，但功能有所不同，因为容器虚拟化的是操作系统，而不是硬件，因此容器更容易移植，效率也更高。

容器虚拟化的是操作系统而不是硬件，容器之间是共享同一套操作系统资源的。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。因此容器的隔离级别会稍低一些。

3.1 两者对比图

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；而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.

3.2 容器与虚拟机 (VM) 总结

• 容器是一个应用层抽象，用于将代码和依赖资源打包在一起。 多个容器可以在同一台机器上运行，共享操作系统内核，但各自作为独立的进程在用户空间中运行 。与虚拟机相比， 容器占用的空间较少（容器镜像大小通常只有几十兆），瞬间就能完成启动 。
• 虚拟机 (VM) 是一个物理硬件层抽象，用于将一台服务器变成多台服务器。 管理程序允许多个 VM 在一台机器上运行。每个VM都包含一整套操作系统、一个或多个应用、必要的二进制文件和库资源，因此 占用大量空间 。而且 VM 启动也十分缓慢 。

通过Docker官网，我们知道了这么多Docker的优势，但是大家也没有必要完全否定虚拟机技术，因为两者有不同的使用场景。虚拟机更擅长于彻底隔离整个运行环境。例如，云服务提供商通常采用虚拟机技术隔离不同的用户。而 Docker通常用于隔离不同的应用 ，例如前端，后端以及数据库。

3.3 容器与虚拟机 (VM)两者是可以共存的

就我而言，对于两者无所谓谁会取代谁，而是两者可以和谐共存。

四 Docker基本概念

Docker 包括三个基本概念

• 镜像（Image）
• 容器（Container）
• 仓库（Repository）

理解了这三个概念，就理解了 Docker 的整个生命周期

4.1 镜像（Image）——一个特殊的文件系统

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

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。

Docker 设计时，就充分利用 Union FS的技术，将其设计为 分层存储的架构 。 镜像实际是由多层文件系统联合组成。

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。　比如，删除前一层文件的操作，实际不是真的删除前一层的文件，而是仅在当前层标记为该文件已删除。在最终容器运行的时候，虽然不会看到这个文件，但是实际上该文件会一直跟随镜像。因此，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。

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。

4.2 容器（Container)——镜像运行时的实体

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。前面讲过镜像使用的是分层存储，容器也是如此。

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。

4.3 仓库（Repository）——集中存放镜像文件的地方

镜像构建完成后，可以很容易的在当前宿主上运行，但是， 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。所以说：镜像仓库是Docker用来集中存放镜像文件的地方类似于我们之前常用的代码仓库。

通常，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。

这里补充一下Docker Registry 公开服务和私有 Docker Registry的概念：

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，网址为：https://hub.docker.com/ 。在国内访问Docker Hub 可能会比较慢国内也有一些云服务商提供类似于 Docker Hub 的公开服务。比如 时速云镜像库、网易云镜像服务、DaoCloud 镜像市场、阿里云镜像库等。

除了使用公开服务外，用户还可以在 本地搭建私有 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。

五 安装

docker 构架

Docker 采用 Client/Server 架构模式。Docker Daemon是docker的核心守护进程，也就是Server端，Server端可以部署在远程，也可以部署在本地，客户端向服务器发送请求，服务端负责构建、运行和分发容器。客户端和服务器可以运行在同一个 Host 上，客户端可以通过 socket 或 REST API 与远程的服务器通信

docker CLI 实现容器和镜像的管理，为用户提供统一的操作界面,这个 客户端提供一个只读的镜像，然后通过镜像可以创建一个或者多个容器(container)，这些容器可以只是一个RFS(Root File System),也可以是一个包含了用户应用的RFS。容器在docker Client中只是一个进程，两个进程是互不可见的，从而实现容器之间的个隔离。

用户不能与server直接交互，但可以通过与容器这个桥梁来交互，由于是操作系统级别的虚拟技术，中间的损耗几乎可以不计。

# step 1: 安装必要的一些系统工具
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
# Step 2: 添加软件源信息
sudo yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
# Step 3: 更新并安装 Docker-CE
sudo yum makecache fast
sudo yum -y install docker-ce

# 注意：
# 官方软件源默认启用了最新的软件，您可以通过编辑软件源的方式获取各个版本的软件包。例如官方并没有将测试版本的软件源置为可用，你可以通过以下方式开启。同理可以开启各种测试版本等。
# vim /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
# 将 [docker-ce-test] 下方的 enabled= 修改为 enabled=
#
# 安装指定版本的Docker-CE:
# Step : 查找Docker-CE的版本:
# yum list docker-ce.x86_64 --showduplicates | sort -r
# Loading mirror speeds from cached hostfile
# Loaded plugins: branch, fastestmirror, langpacks
# docker-ce.x86_64 17.03..ce-.el7.centos docker-ce-stable
# docker-ce.x86_64 17.03..ce-.el7.centos @docker-ce-stable
# docker-ce.x86_64 17.03..ce-.el7.centos docker-ce-stable
# Available Packages
# Step2 : 安装指定版本的Docker-CE: (VERSION 例如上面的 17.03..ce.-.el7.centos)
# sudo yum -y install docker-ce-[VERSION]

# step 4:查看docker安装版本

docker version

# step 5:配置文件（加速源)-可使用阿里云、中科大等
cd ~
mkdir /etc/docker
vi /etc/docker/daemon.json

{
"registry-mirrors":["https://registry.docker-cn.com"]
}

# step 6:启动
systemctl enable docker.service  ：设置开启自启动
systemctl start docker.service：启动docker
systemctl stop docker.service：停止docker

六 基本使用

##搜索镜像
docker search centos7

##获取镜像
docker pull centos

##运行容器
docker run -it centos /bin/bash

##查看镜像
docker images

##删除镜像
docker rmi imageID

##导出镜像
docker save centos > /opt/centos.tar.gz

##导入镜像
docker load < /opt/centos.tar.gz

##运行1 启动一个容器，执行 echo，然后关闭 加 -d 以守护进程的方式启动
docker run centos /bin/echo "123"

##运行2 启动一个终端，进行交互 --name 名字 -i 标准输入打开 -t 分配一个伪终端
##退出的时候，想再继续运行 用 CTRL+P+Q
docker run --name he -it centos /bin/bash

##标准操作

检查本地是否存在指定的镜像，不存在就从公有仓库下载
利用镜像创建并启动一个容器
分配一个文件系统，并在只读的镜像层外面挂在一层可读写层
从宿主主机配置的网桥接口中桥接一个虚拟接口到容器中去
从地址池配置一个ip地址给容器
执行用户指定的应用程序
执行完毕后容器被终止
##运行的容器
docker ps -a

##启动已经关闭的容器
docker start CONTAINER ID
docker stop CONTAINER ID

##删除容器 -f 删除正在运行的
docker rm CONTAINER ID

##日志
docker logs ${container_id}

##参数
docker -p ip:端口:端口 -e 环境变量 -v 本地目录:容器目录:rw/ro --volumes-from 容器名字 挂载该容器的数据卷
--link 容器名字:链接别名

##登录
docker exec -it web /bin/bash

七 常用命令

1. 查看docker信息（version、info）
2. 查看docker版本
   $docker version
3. 显示docker系统的信息
   $docker info
   1. 对image的操作（search、pull、images、rmi、history）
4. 检索image
   $docker search image_name
5. 下载image
   $docker pull image_name
6. 列出镜像列表; -a, --all=false 显示所有镜像; --no-trunc=false 不要截断输出; -q, --quiet=false 仅显示数字ID
   $docker images
7. 删除一个或者多个镜像; -f, --force=false 强行; --no-prune=false 不要删除未标记的父级
   $docker rmi image_name
8. 显示一个镜像的历史; --no-trunc=false 不要截断输出; -q, --quiet=false 仅显示数字ID
   $docker history image_name
   1. 启动容器（run）
      docker容器可以理解为在沙盒中运行的进程。这个沙盒包含了该进程运行所必须的资源，包括文件系统、系统类库、shell 环境等等。但这个沙盒默认是不会运行任何程序的。你需要在沙盒中运行一个进程来启动某一个容器。这个进程是该容器的唯一进程，所以当该进程结束的时候，容器也会完全的停止。
9. 在容器中运行"echo"命令，输出"hello word"
   $docker run image_name echo "hello word"
10. 交互式进入容器中
    $docker run -i -t image_name /bin/bash
11. 在容器中安装新的程序
    $docker run image_name apt-get install -y app_name
    注意： 在执行apt-get 命令的时候，要带上-y参数。如果不指定-y参数的话，apt-get命令会进入交互模式，需要用户输入命令来进行确认，但在docker环境中是无法响应这种交互的。apt-get 命令执行完毕之后，容器就会停止，但对容器的改动不会丢失。
    1. 查看容器（ps）
12. 列出当前所有正在运行的container
    $docker ps
13. 列出所有的container$docker ps -a
14. 列出最近一次启动的container
    $docker ps -l
    1. 保存对容器的修改（commit）
       当你对某一个容器做了修改之后（通过在容器中运行某一个命令），可以把对容器的修改保存下来，这样下次可以从保存后的最新状态运行该容器。
15. 保存对容器的修改; -a, --author="" 作者; -m, --message="" 提交消息
    $docker commit ID new_image_name
    注意： image相当于类，container相当于实例，不过可以动态给实例安装新软件，然后把这个container用commit命令固化成一个image。
    1. 对容器的操作（rm、stop、start、kill、logs、diff、top、cp、restart、attach）
16. 删除所有容器
    $docker rm `docker ps -a -q`
17. 删除单个容器; -f, --force=false; -l, --link=false 删除指定的链接，而不是基础容器; -v, --volumes=false 删除与容器关联的卷
    $docker rm Name/ID
18. 停止、启动、杀死一个容器
    $docker stop Name/ID
$docker start Name/ID
$docker kill Name/ID
19. 从一个容器中取日志; -f, --follow=false 按照日志输出; -t, --timestamps=false 显示时间戳
    $docker logs Name/ID
20. 列出一个容器里面被改变的文件或者目录，list列表会显示出三种事件，A 增加的，D 删除的，C 被改变的
    $docker diff Name/ID
21. 显示一个运行的容器里面的进程信息
    $docker top Name/ID
22. 从容器里面拷贝文件/目录到本地一个路径
    $docker cp Name:/container_path to_path
$docker cp ID:/container_path to_path
23. 重启一个正在运行的容器; -t, --time=10 尝试在停止容器之前停止的秒数, 默认=10
    $docker restart Name/ID
24. 附加到一个运行的容器上面; --no-stdin=false 不要附加标准输入(stdin); --sig-proxy=true 将所有接收到的信号代理给进程
    $docker attach ID
    注意： attach命令允许你查看或者影响一个运行的容器。你可以在同一时间attach同一个容器。你也可以从一个容器中脱离出来，是从CTRL-C。
    1. 保存和加载镜像（save、load）
       当需要把一台机器上的镜像迁移到另一台机器的时候，需要保存镜像与加载镜像。
25. 保存镜像到一个tar包; -o, --output="" 写入文件
    $docker save image_name -o file_path
26. 加载一个tar包格式的镜像; -i, --input="" 从tar存档文件读取
    $docker load -i file_path
27. 机器a
    $docker save image_name > /home/save.tar
28. 使用scp将save.tar拷到机器b上，然后：
    $docker load < /home/save.tar
    8、 登录registry server（login）
29. 登陆registry server; -e, --email="" 电子邮件; -p, --password="" 密码; -u, --username="" 用户名
    $docker login
    1. 发布image（push）
30. 发布docker镜像
    $docker push new_image_name
    1. 根据Dockerfile 构建出一个容器
31. build
    --no-cache=false 在构建映像时不要使用缓存
    -q, --quiet=false 抑制由容器生成的详细输出
    --rm=true 成功构建后删除中间容器
    -t, --tag="" 在成功的情况下应用于生成的图像的存储库名称（以及可选的标记）
    $docker build -t image_name Dockerfile_path

参考：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/38552635

https://studygolang.com/articles/9483

https://blog.51cto.com/hequan/2073186