Docker 快速入门、核心概念和常用指令

周末有朋友问起Docker相关的问题。今天就来跟大家分享Docker 快速入门、核心概念和常用指令。

1、基本概念与操作

1.1、安装

Linux 是 Docker 的原生支持平台，所以建议在 Linux 下安装。CentOS 下安装 Docker，需要 7 及以上的发行版，建议使用 overlay2 存储驱动程序。

# 卸载已有 docker
sudo yum remove docker
docker-client
docker-client-latest
docker-common
docker-latest
docker-latest-logrotate
docker-logrotate
docker-engine

# 添加安装源
sudo yum-config-manager
--add-repo
https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# 安装最新版
sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 启动
sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

登录后复制

1.2、镜像

本质上是只读的文件和文件夹组合，包含了容器运行时所需要的所有基础文件和配置信息。操作：1、拉取镜像 docker pull
如：docker pull nginx

2、重命名镜像 docker tag
如：docker tag nginx:latest mynginx:latest

3、查看镜像 docker image ls 或 docker images

4、删除镜像 docker rmi

如：docker rmi mynginx

5、构建镜像 docker build 或 docker commit
如：docker commit nginx mynginx:lastest
docker build 相对复杂，但使用较多

1.3、容器

容器是镜像的运行实体、一个镜像可以创建出多个容器、运行容器本质是在容器内部创建该文件系统的读写副本。

生命周期：

created：初建状态

running：运行状态

stopped：停止状态

paused：暂停状态

deleted：删除状态

操作：1、创建并启动容器

创建：docker create -it --name=mynginx mynginx

启动：docker start mynginx

创建并启动：docker run -it --name=mynginx mynginx

2、终止容器
docker stop mynginx

3、进入容器
docker attach mynginx
docker exec -it mynginx sh （使用较多）

4、删除容器
docker rm mynginx
删除运行中的容器：docker rm -f mynginx

5、导出容器
docker export mynginx > mynginx.tar

6、导入容器
docker import mynginx.tar mynginx:import

1.4、仓库

存储和分发 Docker 镜像；注册服务器是存放仓库的实际服务器，可包含很多个仓库，每个仓库可以包含多个镜像。

公共仓库 docker hub https://hub.docker.com/
登录：docker login
推送镜像到仓库：docker push

使用 distribution 构建私有仓库
https://github.com/distribution/distribution

docker run -d -p 5000:5000 --name registry registry:2.7
docker push localhost:5000/mynginx

1.5、卷

可以绕过默认的联合文件系统，直接以文件或目录的形式存在于宿主机上。它解决了数据持久化和容器间共享数据的问题。操作：1、创建：docker volume create volume-name

2、-v 指定被持久化的路径，Docker 会自动为我们创建卷，并且绑定到容器中
docker run -d --name=nginx-volume -v /usr/share/nginx/html nginx

3、查看：docker volume ls

4、卷详细信息：docker volume inspect volume-name

5、--mount 参数指定卷的名称
docker run -d --name=nginx --mount source=volume-name,target=/usr/share/nginx/html nginx

6、删除卷：docker volume rm volume-name

7、卷之间数据共享：docker run --mount source=lv,target=/tmp/log --name=v-producer -it test
docker run -it --name consumer --volumes-from v-producer test

8、卷与主机之间数据共享：docker run -v /data:/usr/local/data -it test

1.6、重要组件

1、Docker

• docker，是 Docker 客户端，发送请求
• dockerd，服务端入口，负责接收请求、返回结果
• docker-init，容器的 1 号进程，管理子容器
• docker-proxy，主机的网络流量转发到容器

2、containerd

• containerd，负责容器的生命周期管理，如容器启动、停止等…
• containerd-shim，作为容器进程的父进程，解耦 containerd 和真正的容器进程
• ctr，containerd 的客户端，开发与调试时向 containerd 发送请求

3、运行时

• runc，通过系统接口，创建、销毁容器

1.7、容器监控

docker stats 可查看主机上所有容器的 CPU、内存、网络 IO、磁盘 IO、PID 等资源的使用情况。cAdvisor 是谷歌开源的一款通用的容器监控解决方案。安装参考：

https://www.jianshu.com/p/91f9d9ec374f

查看监控：http://localhost:8080
http://localhost:8080/containers/
http://localhost:8080/docker/

1.8、安全问题

• 自身安全漏洞
• 镜像中存在安全问题
• Linux 主机内核隔离不够

2、实现原理

2.1、Namespace

Namespace 是 Linux 内核的一个特性，该特性可以实现在同一主机系统中，对进程 ID、主机名、用户、文件名、网络和进程间通信等资源的隔离。

Docker 使用了六种：Mount Namespace，挂载点隔离
PID Namespace，进程隔离
UTS Namespace，主机名隔离
IPC Namespace，进程间通信隔离
User Namespace，用户和用户组隔离
Net Namespace，网络设备、IP 地址和端口等隔离

2.2、Cgroups

限制进程或者进程组的资源，如 CPU、内存、磁盘 IO 等。cgroups 的功能：

• 限制资源的使用量
• 不同的组可以有 CPU 、磁盘 IO 等资源不同的使用优先级
• 计算控制组的资源使用情况
• 控制进程的挂起或恢复

2.3、联合文件系统

Union File System，一种分层的轻量级文件系统，可以把多个目录内容联合挂载到同一目录下，从而形成一个单一的文件系统。

Docker 中最常用的联合文件系统有三种：AUFS、Devicemapper 和 OverlayFS。

• AUFS 最早、最成熟；
• Devicemapper，Linux 内核提供的框架，是一种映射块设备的技术框架。核心概念有映射设备（mapped device）、目标设备（target device）、映射表（map table），包含 loop-lvm 模式、direct-lvm 模式(生产使用)；
• overlay2，更新更稳定，对 Linux 内核和 Docker 版本要求都较高。

2.4、网络实现

CNM (Container Network Model) 是 Docker 发布的容器网络标准。Libnetwork 是开源的，使用 Golang 编写，完全遵循 CNM 网络规范，是 CNM 的官方实现。

Libnetwork 包含四种主要的网络模型：

• null 空网络模式，不提供容器网络
• bridge 桥接模式，容器与容器之间互通
• host 主机网络模式，容器内与主机网络互通
• container 网络模式，容器放在同一网络通过 localhost 访问

3、其他相关

3.1、容器编排

Docker 三种常用的编排工具：Docker Compose、Docker Swarm 和 Kubernetes。

• Docker Compose 是 Docker 收购得来，本质是一个 python 脚本，可以在单个结点上管理和编排多个容器。
• Docker Swarm 是 Docker 官方推出的容器集群管理工具，原生支持 Docker API，它的操作简单、支持 TLS 双向认证、使用 Raft 协议实现分布式。
• Kubernetes，Google 借鉴内部 Borg 系统沉淀的技术设计实现，功能强大，目标是能够支撑数亿容器的运行；但其架构较为复杂，上手门槛高。

3.2、在 devops 中的作用

DevOps 的整体目标是促进开发和运维人员之间的配合，并且通过自动化的手段缩短软件的整个交付周期，提高软件的可靠性。

通过 Docker 快速安装开发环境、Dockerfile 构建镜像快速集成、拉取镜像运行容器即可完成部署，结合容器编排工具可实现蓝绿发布。

助力了 DevOps 的发展。

可以快速持续集成与交付。