Docker 進階篇

docker學不會？no，no，no，有時候你缺的只是一篇博客而已！
docker大全，全是干貨，趕緊整起來吧！

Docker入門

什么是Docker？

• Docker 是世界領先的軟體容器平臺，
• Docker 屬于 Linux 容器的一種封裝，提供簡單易用的容器使用介面，
• Docker 將應用程式與該程式的依賴，打包在一個檔案里面，運行這個檔案，就會生成一個虛擬容器，程式在這個虛擬容器里運行，就好像在真實的物理機上運行一樣，有了 Docker，就不用擔心環境問題，

像我們經常說的“在我的機器上可以正常運行，到你的機器上就不行”，這個一般都是環境引起的，而docker可以完美的解決這個問題，

為什么要用docker？

容器除了運行其中應用外，基本不消耗額外的系統資源，使得應用的性能很高，同時系統的開銷盡量小，傳統虛擬機方式運行 10 個不同的應用就要起 10 個虛擬機，而Docker 只需要啟動 10 個隔離的應用即可，

docker優勢：

1、更快速的交付和部署；

2、更高效的虛擬化；

3、更輕松的遷移和擴展；

4、更簡單的管理；

相關概念：

Docker是CS架構；

• Docker daemon: 運行在宿主機上，Docker守護行程，用戶通過Docker client(Docker命令)與Docker daemon互動
• Docker client: Docker 命令列工具，是用戶使用Docker的主要方式，Docker client與Docker daemon通信并將結果回傳給用戶，Docker client也可以通過socket或者RESTful api訪問遠程的Docker daemon，

了解一下Docker的三個主要概念：

• Docker image：鏡像是只讀的，鏡像中包含有需要運行的檔案，鏡像用來創建container，一個鏡像可以運行多個container；鏡像可以通過Dockerfile創建，也可以從Docker hub/registry上下載，
• Docker container：容器是Docker的運行組件，啟動一個鏡像就是一個容器，容器是一個隔離環境，多個容器之間不會相互影響，保證容器中的程式運行在一個相對安全的環境中，
• Docker hub/registry: 共享和管理Docker鏡像，用戶可以上傳或者下載上面的鏡像，官方地址為https://registry.hub.docker.com/，也可以搭建自己私有的Docker registry，

鏡像就相當于打包好的版本，鏡像啟動之后運行在容器中，倉庫就是裝存盤鏡像的地方，

Docker常用命令

Docker 幫助指令：

在操作docker時，我們常需要輸入一些指令，那這些指令怎么用呢？

這里我們可以借助官方檔案進行查看指令的用處；（這里我們需要登入一下dockerhub ，沒有的話我們就注冊一個）；

另外，我們也可以在docker中查看指令怎么用；

#查看幫助指令
docker 指令 --help

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鏡像操作命令：

#下載鏡像
docker pull 鏡像名[:tag]
docker pull centos:7   #如果不指定tag,默認是pull最新的 latest

也可以去官網 pull 鏡像

https://hub.docker.com/_/centos?tab=tags

#查看鏡像的資訊：
docker images
#獲取鏡像資訊
docker inspect 鏡像ID

#有些時候我們pull下來的鏡像，在自己這添加了一些功能后，可以為其添加標簽在 push到dockerhub上
#為鏡像添加標簽：
#如，為nginx:latest 鏡像添加標簽
docker tag nginx:latest nginx:lnmp

當我們不需要某些鏡像時，我們還可以刪掉某些鏡像：

#洗掉鏡像
docker rmi 鏡像名或ID
#洗掉鏡像標簽
docker rmi 鏡像名:tag
#還可以批量洗掉所有鏡像
docker rmi `docker images -q`   #這里的-q 只會輸出鏡像ID

[root@docker ~]#docker images
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
nginx         latest    605c77e624dd   2 weeks ago    141MB
hello-world   latest    feb5d9fea6a5   3 months ago   13.3kB
[root@docker ~]#docker images -q
605c77e624dd
feb5d9fea6a5

有些時候，我們自己創建的鏡像，如果在沒網的情況下，要使用的話，我們就需要先把他匯出來，在沒網的時候導進去即可；

#鏡像的匯出匯入
docker save -o 檔案名 鏡像名 
示例:
docker save -o nginx_docker nginx:latest

#鏡像匯入
docker load < nginx_docker

鏡像匯出匯入的意義？

• Docker鏡像的匯入匯出，用于遷移、備份、升級等場景；
• 若是只想備份images，使用save、load即可;
• 若是在啟動容器后，容器內容有變化，需要備份容器，則使用export、import；

當我們從 docker 鏡像倉庫中下載的鏡像不能滿足我們的需求時，我們可以通過以下兩種方式對鏡像進行更改，

• 1、從已經創建的容器中更新鏡像，并且提交這個鏡像
• 2、使用 Dockerfile 指令來創建一個新的鏡像

---

容器操作命令：

首先安裝好docker和啟動docker：

#運行容器
docker run hello-world
#卸載docker
#洗掉安裝包：
yum remove docker-ce
#洗掉鏡像、容器、組態檔等內容
rm -rf /var/lib/docker

我們可以自己創建容器：

#創建容器
docker create -it nginx:latest /bin/bash   
#-i:提供一個操作容器的介面
#-t:是一個偽終端，使操作容器有個落腳點
#/bin/bash：放在鏡像名后的是命令，這里我們希望有個互動式 Shell，因此用的是 /bin/bash，

在創建完容器后，我們要啟動他：

#啟動容器
docker start 容器id
#停止容器
docker stop 容器ID

#有些時候我們可以在創建的時候就啟動它
#并在啟動后讓他執行一些指令，列如：-c 后面表示要執行的命令
docker run -it centos:7 /bin/bash -c ls /   #但它是一次性的，執行完后就會退出

#查看docker 相關資訊
docker version
#或者 
docker info
docker inspect 容器name（id）

啟動容器的幾種方式：

#啟動容器：
#這種情況會在你退出容器時而停止容器運行
docker run -it nginx:latest /bin/bash

#持續后臺運行容器，這里借助了死回圈陳述句
docker run -d centos:7 /bin/bash -c "while true;do echo hello;done"

#查看所有容器
docker ps -a
#查看所有容器id
docker ps -aq

但在大部分的場景下，我們希望 docker 的服務是在后臺運行的，我們可以過 -d 指定容器的運行模式，

#注意：這里加-d 不會進入容器；
docker run -itd centos:7 /bin/bash

#進入容器
docker exec -it 容器ID /bin/bash   exec下(容器必須為開啟狀態)

三種運行容器的區別：

• docker run -it會創建前臺行程，但是會在輸入exit后終止行程，
• docker attach 會通過連接stdin，連接到容器內輸入輸出流，會在輸入exit后終止容器行程，
• docker exec -it 會連接到容器，可以像ssH一樣進入容器內部，進行操作，可以通過exit退出容器，不影響容器運行，

#容器的匯出與匯入
#容器匯出
docker export 容器ID >檔案名 
示例:
docker export nginx:latest >nginx_a

#容器匯入(生成鏡像)
docker import 匯出的檔案名（容器）指定鏡像名稱
示例:
docker import nginx_a nginx:latest
cat 檔案名（容器）| docker import - nginx:latest

##洗掉容器
docker rm 容器工D
docker rm `docker ps -aq`

#強制洗掉容器(正在運行的)
docker rm -f 容器ID

#批量洗掉容器(正則匹配）
docker ps -a \ awk '{print "docker rm "$1} ' l bash#洗掉非up狀態的rm -f強制洗掉
docker rm `docker ps -q`

#批量洗掉"exit"狀態(指定狀態）的容器
for i in `docker ps -a | grep -i exit | awk '{print $1}'; do
docker rm -f$i; done

#查詢所有當前容器資源消耗資訊
docker stats 容器ID

#查看容器資訊：
docker inspect 容器id

#搜索容器：
docker search 容器name

#查詢最后一次創建的容器：
docker ps -l

Docker網路

前面我們實作了通過網路埠來訪問運行在 docker 容器內的服務，

容器中可以運行一些網路應用，要讓外部也可以訪問這些應用，可以通過 -P 或 -p 引數來指定埠映射，

首先了解docker網路之前我們先看看宿主機上有哪些網卡：

1、lo：回環網卡；檢測TCP/IP是否生效

2、ens33網卡：宿主機網卡，只有centos7是叫ens33，其他linux發行版都是eth0網卡；

3、virbr0網卡：是服務器硬體網卡；

4、docker 0：容器的網關，系結物理網卡，負責做NAT地址轉換、埠映射；docker0本身也是一種容器；

另外還有就是 weth-pair對：

veth對：一組虛擬設備，用戶連接兩個不同的名稱空間；宿主機內就是veth；

這都是一對一對出現的，如 9: vethd8e28c8@if8，11: vethd058aa4@if10；

docker的網路模式

• Host模式：-net=host；容器和宿主機共享Network namespace(網路名稱空間/網路協議堆疊)，
• Container模式：-net=container:NAME or ID；多個容器共享一 個Network namespace ，
• None模式：-net=none；容器有獨立的Network namespace，但并沒有對其進行任何網路設定，如分配veth pair和網橋連接，配置IP等(自閉空間)，
• Bridge模式：-net=bridge(默認為該模式)；默認模式通過Veth對連接容器與docker0網橋，網橋分配給容器IP，同時docker0作為“局域網“內容器的網關，最后和宿主機網卡進行通訊，

這些都是docker自帶的，除了這些，我們還可以對docker 自定義網路；

docker 自定義網路：

docker network ls ##查看網路串列

#還可以查看容器網關，IP，埠等資訊
docker inspect 容器ID

這里默認的都是從172.17.0.1/16 開始，

接下來我們自定義網路：

首先了解一下自定義網路的好處：

1、如果我們用docker默認的網路，當我們的容器停止修改優化后，再上線時IP會換成其他的IP，不再是原來的那個IP，這會導致訪問不到我們的業務，并可能照成業務癱瘓，

2、為了解決這種情況，我們就需要自定義網路，讓每個容器有自己的IP，即使容器老掉線，但只要再次上線，他就還是原來的那個IP，

#指定分配容器IP地址
docker run -itd --name test1 --network bridge --ip 172.17.0.10 centos:latest /bin/bash
	--network：指定網路型別
	--ip：指定ip地址
#注意：這里會報錯，因為這是容器默認給的IP，不可以修改

我們要先自定義一個網路，才可以給他固定的IP；

#自定義網路，固定IP
docker network create --subnet=172.18.0.0/16 mynetwork   #先自定義個網路
docker run -itd --name test02 --net mynetwork --ip 172.18.0.100 centos:latest /bin/bash   #這里就可以給容器指定IP了

容器的埠暴露

在我們配置到IP后，我們要將業務暴露出去，給別人訪問，例如：我們這有一個nginx服務容器，那我們怎么才能讓別人訪問到我們的容器呢？

這里我們就需要將我們的nginx容器的服務埠暴露到宿主機上，這樣別人訪問我們 宿主機IP:暴露埠 就可以訪問到我們的業務了，

#暴露埠
#-p自定義埠(宿主機埠:容器內埠)
docker run -itd -p 90:80 nginx:latest /bin/bash

#-P隨機埠(-P 49153起始,49153到65535)
docker run -itd -P nginx:latest /bin/bash

#我們把nginx運行起來看看效果
docker exec 684f2a3263d8 nginx

這里的隨機埠也是這樣測驗的，只不過隨機埠不用指定埠映射，他默認從49153開始；

不過要注意的是，當你隨機了一個容器埠映射后，再把這個容器刪掉，之后在創建容器隨機映射埠后，他會從下一個開始，一直這樣下去，不會有重復的；并且這里的隨機埠也是偽隨機，他是從49153開始一直排下去的；

Docker資料卷

在Docker中，要想實作資料的持久化（所謂Docker的資料持久化即***資料不隨著Container的結束而結束***），需要將資料從宿主機掛載到容器中，目前Docker提供了三種不同的方式將資料從宿主機掛載到容器中：

（1）volumes：Docker管理宿主機檔案系統的一部分，默認位于 /var/lib/docker/volumes 目錄中；（最常用的方式）

（2）bind mounts：意為著可以存盤在宿主機系統的任意位置；（比較常用的方式）

但是，bind mount在不同的宿主機系統時不可移植的，比如Windows和Linux的目錄結構是不一樣的，bind mount所指向的host目錄也不能一樣，這也是為什么bind mount不能出現在Dockerfile中的原因，因為這樣Dockerfile就不可移植了，

（3）tmpfs：掛載存盤在宿主機系統的記憶體中，而不會寫入宿主機的檔案系統；（一般都不會用的方式）

資料卷的使用場景

• 在多個容器之間共享資料，多個容器可以同時以只讀或者讀寫的方式掛載同一個資料卷，從而共享資料卷中的資料，
• 當宿主機不能保證一定存在某個目錄或一些固定路徑的檔案時，使用資料卷可以規避這種限制帶來的問題，
• 當你想把容器中的資料存盤在宿主機之外的地方時，比如遠程主機上或云存盤上，
• 當你需要把容器資料在不同的宿主機之間備份、恢復或遷移時，資料卷是很好的選擇，

資料卷實驗

docker 專門提供了 volume 子命令來操作資料卷：

#我們通過--help指令來看下 volume怎么使用
docker volume --help
Usage:  docker volume COMMAND
Commands:
create       創建資料卷
inspect      顯示資料卷的詳細資訊
ls           列出所有的資料卷
prune        洗掉所有未使用的 volumes，并且有 -f 選項
rm           洗掉一個或多個未使用的 volumes，并且有 -f 選項

創建資料卷

docker volume create 卷名
#查看卷
docker volume ls
#詳細查看
docker volume inspect 卷名

有了自定義容器卷，我們可以創建一個使用這個資料卷的容器，這里我們以nginx為例：

docker run -itd --name=nginx01 -v nginx_vol:/usr/share/nginx/html nginx

其中，-v代表掛載資料卷，這里使用自定資料卷nginx_vol，并且將資料卷掛載到 /usr/share/nginx/html （這個目錄是yum安裝nginx的默認網頁目錄），

如果沒有通過-v 指定，那么Docker會默認幫我們創建匿名資料卷進行映射和掛載，

清理資料卷

如果不再使用自定義資料卷了，那么可以手動清理掉：

docker stop nginx01   #暫停容器實體
docker rm nginx01     #// 移除容器實體
docker volume rm nginx_vol     #// 洗掉自定義資料卷

實驗展示：

docker pull nginx

#宿主機目錄/mnt 掛載容器中的/data01
#注意：這里的data01 容器中沒有他會自己創建
docker run -v /mnt:/data01 --name nginx01 -itd nginx /bin/bash
#進入容器中創建檔案檢測
docker exec -it 59403edfdabe /bin/bash
ls
cd /data01
touch 1.txt

#在宿主機中的 /mnt 目錄下查看

注意：上面的 vim 不可以用，是因為容器中的centos還沒有這個功能，要自己 yum install -y vim；

資料卷容器

容器間資料同步

這里我們啟動三個容器：

我們讓centos01 容器作為父容器；centos02和centos03作為子容器：

docker run --name centos01 -v /data01 -it centos:7 /bin/bash
docker run -it --volumes-from centos01 --name centos02 centos:7 /bin/bash
docker run -it --volumes-from centos01 --name centos03 centos:7 /bin/bash

接下來我們來測驗一下：

在父容器中創建資料，在兩個子容器中查看：

通過上面結果我們看出，在 /data01 這個目錄下的資料是共享的，無論是誰在這里寫資料，其他容器都可以看到；

這個 /data01 目錄還掛載在我們的宿主機，所以容器間的共享資料就可以持久化的保存下來，

這里有個小問題：怎么把宿主機的檔案傳入到容器內部呢？

哎，這里我們可以借助docker cp 指令，

#docker cp 源檔案路徑 容器ID:目標檔案位置
[root@docker ~]#docker cp --help
Usage:  docker cp [OPTIONS] CONTAINER:SRC_PATH DEST_PATH|-
	      docker cp [OPTIONS] SRC_PATH|- CONTAINER:DEST_PATH
#這里通過 --help 知道有兩種寫法，那種簡單選那種就可以
docker cp /opt/2.txt a9a03fc65822:/data01
#然后我們去centos01 查看

Dockerfile

dockerfile 是用來構建docker鏡像的檔案！命令引數腳本！

構建步驟：

1、撰寫一個dockerfile 檔案；
2、docker bulid 構建成為一個鏡像；
3、docker run 運行鏡像;
4、docker push 發布鏡像（dockerHub公共倉庫，阿里云鏡像倉庫）;

基礎知識：

1、每個保留關鍵字（指令）都必須是大寫字母
2、指令是從上到下順序執行
3、# 表示注釋
4、每一個指令創建提交都會產生一個新的鏡像層

dockerfile 分層原理：

docker鏡像分層(基于AUFS構建)，AUFS是檔案聯合系統；

Docker鏡像位于bootfs之上；
每一層鏡像的下一層成為父鏡像；
第一層鏡像成為base image（作業系統環境鏡像）容器層(可讀可寫)，在最頂層(writable)；
容器層以下都是readonly；

contaier 讀寫層（可讀可寫）
images (只讀)
base image
bootfs +rootfs + aufs/overlay2 +LXC (kernel)

bootfs + rootfs :作用是加載、引導內核程式＋掛載使用linux 作業系統(centos ubantu)等等一些關鍵的目錄檔案；

對于一個精簡的os，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程式庫就可以了，因為底層直接用Host的kernel；
自己只需要提供rootfs就行了，由此可見對于不同的linux發行版，bootfs基本是一致的,rootfs會有差別，
因此不同的發行版可以公用bootfs；

AUFS和 overlay:
AUFS是一種聯合檔案系統，它使用同一個Linuxhost上的多個目錄，逐個堆疊起來，對外呈現出一個統一的檔案系統，
AUFS使用該特性，實作了Docker鏡像的分層；

docker 使用了overlay/overlay2存盤驅動來支持分層結構;
overlayFs將單個Linux主機上的兩個目錄合并成一個目錄，這些目錄被稱為層，統一程序被稱為聯合掛載

overlay結構:
overlayfs在linux主機上只有兩層，一個目錄在下層，用來保存鏡像(docker)，另外一個目錄在上層，用來存盤容器資訊，

dockerfile指令：

FROM         #基礎鏡鏡像，—切從這里開始構建
MAINTAINER   #鏡像是誰寫的,姓名+郵箱
RUN          #鏡像構建的時候需要運行的命令
ADD          #步驟: tomcat鏡像,這個tomcat壓縮包!添加內容
WORKDIR      #鏡像的作業目錄
VOLUME       #掛載的目錄
EXPOSE       #暴露埠
CMD          #指定這個容器啟動的時候要運行的命令,只有最后一個會生效，可被替代
ENTRYPOINT   #指定這個容器啟動的時候要運行的命令,可以追加命令
ONBUILD      # 當構建一個被繼承 DockerFile這個時候就會運行ONBUILD的指令，觸發指令，
COPY         #類似ADD，將我們檔案拷貝到鏡像中
ENV          #構建的時候設定環境變數!

鏡像構建完后，我們還可以查看鏡像構建程序：

#查看鏡像構建程序：
docker history 鏡像ID

在知道Dockerfile 怎么撰寫后，我們來嘗試寫一個Dockerfile：

我們就寫一個簡單的Dockerfile 檔案：

vim Dockerfile

FROM centos:7
RUN yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
ADD nginx-1.12.0 /opt
WORKDIR /opt/nginx-1.12.0
RUN ./configure --prefix=/usr/local/nginx 
RUN make && make install
EXPOSE 80
VOLUME ["/usr/local/nginx/html"]
CMD ["/usr/local/nginx/sbin/nginx","-g","daemon off"]

#撰寫好Dockerfile檔案后，我們要去構建鏡像
docker build -f Dockerfile檔案位置 -t 鏡像名 .   
#這里若果我們撰寫的鏡像檔案是 Dockerfile的話，那就可以省略不寫，因為這是官方的寫法，他會自己去找Dockerfile檔案，還有就是要注意后面的這一個點，不能忘記；
docker build -t nginx:v1 .

#構建好鏡像后，我們就來運行這個容器
docker run -d -p 90:80 nginx:v1

有提到指令最后一個 . 是背景關系路徑，那么什么是背景關系路徑呢？

背景關系路徑，是指 docker 在構建鏡像，有時候想要使用到本機的檔案（比如復制），docker build 命令得知這個路徑后，會將路徑下的所有內容打包，

這里我們自己撰寫的dockerfile 檔案構建出來的鏡像有472MB，相比我們pull nginx的話，顯然是有點大的，那他們是怎么做到的呢？

這里我們就得說下Dockerfile 的優化了；

因為docker 鏡像是分層思想，每層他都會有快取，上一層構建時可能會用到下層的快取，所以層數越多，他站的快取也就越多，所以構建完后的大小就越大；

在撰寫Dockerfile 時，都是一層一條指令的；

所以要想大小變小，我們可以優化層數，減少 RUN 指令的使用；

優化方式：

1、減少RUN 指令的使用；

2、將執行后的快取/不用的輸出丟入黑洞 (減少快取)；

3、多階段構建；

4、使用更小體積的linux發行版本；更加輕量級的centos的版本；

發布自己的鏡像

當我們撰寫好一個 Dockerfile 檔案，構建好鏡像，運行容器后，覺得非常好用，這時候我們就可以 push 到 dockerHub 上或者阿里云上，給別人使用，或者作為私有倉庫保存到里面，用到的時候在pull 下來，

如：我撰寫好一個Tomcat的Dockerfile 后，我想push到dockerHub和阿里云上，可以這樣做：

#我撰寫的Dockerfile 檔案
vim Dockerfile

FROM centos:7
ADD apache-tomcat-9.0.16.tar.gz /opt/tomcat
ADD jdk-8u201-linux-x64.tar.gz /opt/tomcat
ENV JAVA_HOME /opt/tomcat/jdk1.8.0_201/
ENV CATALINA_HOME /opt/tomcat/apache-tomcat-9.0.16
ENV PATH $PATH:$JAVA_HOME/bin:$CATALINA_HOME/bin
EXPOSE 8080
CMD ["/opt/tomcat/apache-tomcat-9.0.16/bin/catalina.sh","run"]

#構建鏡像和運行容器
docker build -t tomcat:v1 .
docker run -d -p 9090:8080 tomcat:v1

1、我們先 push 到dockerHub上：

先去docker官網注冊自己的賬號；https://www.docker.com/

在我們的服務器上push鏡像：

#我們查看一下怎么登錄
docker login --help
Usage:  docker login [OPTIONS] [SERVER]
Options:
  -p, --password string   Password
      --password-stdin    Take the password from stdin
  -u, --username string   Username
#docker login -u 用戶名
password:    #密碼

出現登錄成功后，我們就可以push 自己的鏡像了；

#首先我們要添加個 tag，帶上你的用戶名
docker tag 鏡像ID 名字:tag
docker tag 5ceee19144d9 tiks821/tomcat:v1
#然后在push 上去，不然會報錯
docker push tiks821/tomcat:v1

#沒有添加用戶名 tag，報的錯資訊：
denied: requested access to the resource is denied

這里服務器push到dockerHub上是非常慢的，因為dockerHub 服務器在國外，我們的網路是比較吃力的；

所以針對這種情況，我們就把鏡像 push到阿里云上；

2、鏡像push到阿里云上：

01、我們得登錄阿里云；

02、搜索容器鏡像服務；

這里我們前面用過阿里的容器鏡像加速；

03、我們創建自己的個人實體：

04、創建好后我們進入個人實體，創建命名空間和鏡像倉庫：

注意：這里的名稱空間每個用戶只能創建三個；

05、鏡像倉庫創建好后，我們就可以push 鏡像了；

這里我們可以看阿里云給的檔案，他會告訴我們怎么 push 鏡像；

接下來我們來push 我們的鏡像；

#首先是登錄阿里云
docker login --username=蕭楚河 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com
#然后添加 tag，這里跟dockerHub一樣，都要添加tag
docker tag 鏡像ID registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/tiks/studydocker:tomcat_v1
#最后push 鏡像
docker push registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/tiks/studydocker:tomcat_v1

再去阿里云上看，就會有我們push的鏡像了；