DOCKER20231217: 容器引擎Docker

1.1 Docker简介

1.1.1 什么是Docker？

一种轻量级的操作系统虚拟化技术，基于Go语言实现的开源容器项目，诞生于2013年，最初发起者是dotCloud公司（现 Docker Inc）

Docker容器化虚拟技术 vs 传统虚拟机技术

Docker设计思想

• BUILD、SHIP、RUN
• 即对应用的封装（Packaging）、分发（Distribution）、部署（Deployment）、运行（Runtime）
• 一次封装、到处运行
• 封装的对象可以是一个Web应用、一个编译环境、也可以是一套数据平台服务，甚至是一个操作系统或一个大数据集群
• 高效、敏捷、轻量级的容器方案，并支持部署到本地和多种主流云平台

1.1.2 Docker的主要特性

Docker优势

• 利用并共享主机内核，性能出色
• 加快应用部署速度，支持多种场景运行
• 迁移、扩展、更新方便

1.2 Docker运行原理

1.2.1 系统架构

Image镜像

• Image镜像是创建Docker容器的基础，App及其所需的运行环境，可以构建到Image镜像中
• 镜像相当于静态模板，通过Image镜像可以启动多个Container容器
• Image镜像依赖操作系统的内核，操作系统的内核在启动时会用bootfs加载
• 它由多层layer组成，最底层是rootfs，包含某个发行版操作系统的根目录结构和配置文件
• 每一层的layer，都会在前一层的基础上，对rootfs文件系统进行操作，安装软件或修改配置
• 所有layer层的叠加，形成最终的文件结构便是Image镜像
• Image镜像可以通过Dockerfile构建，也可以对Container进行操作后再持久化为Image

### 第一行必须指定基于的容器镜像
FROM ubuntu
### 维护者信息
MAINTAINER docker_user [email protected]
### 镜像的操作命令
RUN echo "deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/raring main universe" >>/etc/apt/sources.list
RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
RUN echo "\ndaemon off;" >>/etc/nginx/nginx.conf
### 容器启动时执行指令
CMD /usr/sbin/nginx

Container 容器

• Docker容器是Docker镜像的一个运行实例。
• Docker镜像是静态的只读文件，Docker容器带有运行时需要的可写文件层。
• Docker容器是独立运行的一个或一组应用，以及他们必须的运行环境。
• 系统架构

• Docker 核心概念
  • Docker客户端
    • Docker command、RESTful API
  • Docker daemon
    • 核心引擎，接受请求、实现功能、返回结果
    • 内部机制复杂，需管理容器、镜像、存储等
  • Docker  容器
    • 核心内容，功能上以镜像作为基础，提供标准和隔离的执行环境
    • 概念上容器体现了Docker集装箱的理念
  • Docker 镜像
    • 容器环境的静态体现，轻量级的虚拟镜像（只是一个可定制的rootfs）
  • Registry
    • 存放Docker镜像的仓库，通常部署在服务器或者云端

1.2.2 镜像仓库

Docker Hub

• Docker 官方维护的公共仓库，所有用户都可以进行Image的上传和获取
• 本地没有Image镜像，并且没有指定镜像仓库时，会默认从Docker Hub进行获取

私有镜像仓库

• 企业一般会在内网环境中搭建私有镜像仓库来进行镜像的存储，以减少风险
• TDH镜像仓库在Manager主节点的5000端口
• 如果同时存在多个镜像仓库，可以在容器名上进行区分：
• registry.xxx.io/demo/centos:latest
  • repository：registry.xxx.io/demo/centos
  • tag/版本：latest
  • 远端仓库地址：registry.xxx.io
  • 项目/镜像名：demo/centos

1.2.3 工作机制

• 准备阶段
  • 拉取镜像，若无本地镜像，则需要从远程仓库拉取
  • 创建新的容器，并设置进程间隔离的Spec，完成与宿主机进程和网络的隔离；容器进程纳入Cgroup，限制容器的资源占用，包括CPU、内存、网络、磁盘I/O等
  • 分配union文件系统并且挂载一个可读写层，任何修改容器的操作都会被记录在这个读写层上（可以保存这些修改成新的镜像；也可以选择不保存，下次运行镜像的时候所有修改操作都会被消除）
  • 分配网络\桥接接口，创建一个容器与本地主机通信的网络接口
  • 设置容器IP，为创建的容器分配一个IP地址，同时向iptables中追加一条新的映射规则
• 启动阶段
  • 容器启动，运行指定的程序
  • 捕获并且提供应用输出，包括输入、输出、报错信息

1.3 Docker 基础操作

1.3.1 最佳实践

应用程序构建

# 拉取私有仓库镜像
docker pull node01:5000/first_image
# 查看镜像详情
docker image inspect node01:5000/first_image
# 通过镜像启动容器
docker run --name container-name -d node01:5000/first_image
# ----------------参数含义[start]---------------- #
# --name: 为容器起一个名称
# -d: detached，以守护进程的方式在后台运行
# -i: 以交互方式运行容器, 通常与-t搭配使用
# -t: 为容器重新分配一个伪输入终端，通常与-i搭配使用
# -P: 随机端口映射
# -p: 指定端口映射
# ----------------参数含义[end]---------------- #
# 查看运行中的容器
docker ps

容器管理

# 查看所有容器
docker container ls [-a]
# 查看容器日志
docker logs container-id/container-name
# 进入运行中的容器执行操作
dcoker exec -ti container-id/container-name bash
# 退出容器
exit
# 从本地拷贝文件到容器
docker cp container-id:path local_path
# 从容器拷贝文件到本地
docker cp local_path container-id:path
# 正常关闭容器
docker stop container-name/container-id
# 强制杀死容器
docker kill container-name/container-id
# 重启容器
docker restart container-name/container-id
# 删除容器
docker rm container-name/container-id
# 从运行中的容器创建一个新的镜像
docker commit container-id node01:5000/second_image

1.3.2 镜像管理

常用命令列表（本地镜像）