一、docker概述

1.什么是docker

Docker 是一個開源的應用容器引擎，基于 Go 語言 并遵從 Apache2.0 協議開源，
Docker 可以讓開發者打包他們的應用以及依賴包到一個輕量級、可移植的容器中，然后發布到任何流行的 Linux 機器上，也可以實作虛擬化，
容器是完全使用沙箱機制，相互之間不會有任何介面（類似 iPhone 的 app）,更重要的是容器性能開銷極低，
Docker 從 17.03 版本之后分為 CE（Community Edition: 社區版） 和 EE（Enterprise Edition: 企業版），

簡單來說，docker是一個用來裝應用的容器，就像杯子可以裝水，筆筒可以放筆，書包可以放書，可以把深度學習放在docker中，可以把網站放入docker中，可以把任何想得到的程式放在docker中，

2.docker思想

2.1 集裝箱

如果沒有集裝箱，運輸貨物的時候，東西零散容易丟失，但是一旦有了集裝箱，那么貨物就會被裝載在里面，運輸的時候就不容易丟失了，目前我們需要將程式部署到一臺新的機器上，可能會啟動不起來，比如缺失庫或者組態檔等，那我們如果將程式想象成貨物，我們只需要用一個集裝箱將這些程式打包好，就可以在部署后保證程式可以正常運行，而docker就是這個集裝箱，

2.2 標準化

運輸方式：

如果我們把臺式機的應用部署到服務器上，我們可能選擇用移動硬碟拷過去，而有了docker，我們就可以將這個程序標準化，
docker運輸東西通過一個超級碼頭，任何地方需要貨物都由鯨魚先送到超級碼頭，然后再由鯨魚從超級碼頭把貨物送到目的地，
在剛才例子中，我們只需要在臺式機執行一個docker命令，把鯨魚派過來，把程式送到超級碼頭去，再在服務器上執行一個docker命令，然后由鯨魚把程式從超級碼頭送到服務器上去，

存盤方式：

當我們把程式存盤到服務器上時，因為下次我們有可能還要修改存盤目錄，所以我們需要記住這個目錄，而有了docker之后我們就不用記住了程式在哪里了，我們使用的時候只需要一條命令就行了，

API介面：

docker提供了一系列rest api的介面，包含了對docker也就是對我們的應用的一個啟動停止查看洗掉等等，有了docker，通過docker命令就可以對其進行操作，

2.3 隔離

我們在使用虛擬機時有自己的cpu、硬碟、記憶體，完全感覺不到外面主機的存在，docker也差不多，不過它更輕量，我們創建虛擬機可能要幾分鐘,但是docker只需要一秒，最底層的技術是linux一種內核的限制機制，叫做LXC，
LXC是一種輕量級的容器虛擬化技術，最大效率的隔離了行程和資源，通過cgroup、namespace等限制，隔離行程組所使用的物理資源，比如CPU，MEMORY等等，這個機制在7、8年前已經加入到linux內核了，直到2013年docker出世的時候才火起來，大家可能奇怪為什么這么好的技術埋沒這么多年都沒人發現呢？
英雄造時勢，時勢造英雄，如果沒有云計算、敏捷開發、高頻度的彈性伸縮需求，沒有IT行業這么多年長足的發展，也就沒有docker，

3.為什么選擇docker?

作為一種新興的虛擬化方式，Docker 跟傳統的虛擬化方式相比具有眾多的優勢，

1. 更高效的利用系統資源，
2. 更快速的啟動時間
3. 一致的運行環境
4. 持續交付和部署
5. 更輕松的遷移
6. 更輕松的維護和擴展

4.走進docker

鏡像就是上面說的集裝箱，倉庫就是超級碼頭，容器就是我們運行程式的地方，docker運行程式的程序，就是去倉庫把鏡像拉到本地，然后用一條命令把鏡像運行起來變成容器，
build：構建,就是構建鏡像.
ship：運輸,運輸鏡像,從倉庫和主機運輸.
run：運行的鏡像就是一個容器.
build，ship，run和鏡像，倉庫，容器是一一對應的，

4.1 鏡像

鏡像的英文名叫image，前面我們講到了集裝箱，鯨魚拖著的所有集裝箱就是一個鏡像，

從本質上來說鏡像就是一系列檔案，可以包括我們應用程式的檔案，也可以包括我們應用的運行環境的檔案，既然是檔案，那么是以什么樣的格式在本地保存的呢？

說到存盤格式，就要提到linux的一個存盤技術，叫做聯合檔案系統，它是一種分層的檔案系統，可以將不同的目錄掛到同一個虛擬檔案系統下，

比如test1下有三個檔案夾，test2下有兩個檔案夾，還有一個readme檔案，聯合檔案系統就是可以在一個檔案夾(test)中看到多個檔案夾(test1,test2)中的內容，

通過這種方式可以實作檔案的分層，test1可以把它看作第一層，test2可以把它看作第二層，每一層有每一層自己的檔案，docker就是利用了這種分層的概念實作了鏡像存盤，

鏡像的存盤格式如下圖所示，

這張圖是分層的，最下面一層，上面也是一層層的好像集裝箱羅列在一起，這就是鏡像最直觀的存盤方式，下面是作業系統的引導，上面是linux作業系統，再上面是一些相關的軟體，如果是我們自己的程式，就可以是tomcat，jdk，再往上是應用代碼，每一層是我們自己都可以控制得，最上面一層先忽略不看，因為這是和容器有關的，注意一點，docker鏡像系統的每一層都是只讀的，然后把每一層加載完成之后這些檔案都會被看成是同一個目錄，相當于只有一個檔案系統，docker的這種檔案系統被稱之為鏡像，

4.2 容器

為了便于理解，大家可以把容器想象成虛擬機，每個虛擬機都有自己的檔案系統，可以把上圖整個一部分看成是檔案系統，與虛擬機系統的區別是這里面的檔案系統是一層一層的，并且最下面的n層都是只讀的，只有上面一層是可寫的，為什么要有可寫的這層呢？大家的程式運行起來，勢必會要寫一些日志，寫一些檔案，或者對系統的某一些檔案做一些修改，所以容器在最上面一層創建了可讀可寫的檔案系統，

因為鏡像的每一層都是只讀的，所以在程式的運行程序中要寫鏡像檔案時，它會把檔案的每一層拷到檔案的最上層，然后再對它進行修改，修改之后，當我們的應用讀一個檔案時會從頂層進行查找，如果沒有才會找下一層，

由于容器的最上一層是可以修改的，鏡像是不能修改的，這樣就能保證鏡像可以生成多個容器獨立運行,沒有任何干擾，

4.3 倉庫

我們的鏡像是要在其它機器上運行,如何進行傳輸呢?

這就用到了docker倉庫，我們要先把我們的鏡像傳到docker倉庫中，再由目的地把docker倉庫拉過去，這就完成了這樣的一次傳輸程序，

誰提供了這樣的倉庫呢？docker自己提供了hub.docker.com，但是非常慢為了解決這個問題，國內很多公司也在做自己的倉庫，

二、docker安裝

因為在虛擬機中安裝的是linux的redhat7.4，所以接下來將介紹如何在redhat中安裝docker，以下方法通用于linux內核，只是安裝包有可能不同，

安裝需滿足以下要求：

• 64位作業系統
• 3.1及以上的Linux內核
• iptables版本在1.4及以上
• git版本在1.7及以上
• A ps executable, usually provided by procps or a similar package.
• XZ Utils 4.9 or higher
• A properly mounted cgroupfs hierarchy; a single, all-encompassing cgroup mount point is not sufficient.

通過 uname -r 命令查看你當前的內核版本，

1.在線安裝

1.1 如果安裝過請先卸載

yum remove docker \
           docker-client \
           docker-client-latest \
           docker-common \
           docker-latest \
           docker-latest-logrotate \
           docker-logrotate \
           docker-engine

1.2 安裝依賴設定yum倉庫

安裝依賴：

yum install -y yum-utils \
  device-mapper-persistent-data \
  lvm2

設定倉庫：

yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

1.3 安裝docker

yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

1.4 啟動并加入開機啟動

systemctl start docker

systemctl enable docker

1.5 驗證是否安裝成功

docker version

docker run hello-world

能夠看到輸出 Hello from Docker! 就OK了！

2.離線安裝

在某些情況下，我們可能需要離線安裝docker，那么接下來將詳細介紹如何實作docker的離線安裝，

2.1 下載docker壓縮包

從download.docker.com下載對應的docker包，我這里下載的是docker-18.03.1-ce.tgz版本，如果有需要可以直接私信我，

2.2 解壓檔案

[root@devops-102 ~]# tar -xvzf docker-18.03.1-ce.tgz 

2.3 將檔案移動到系統目錄下 excutable path，

ps:本步驟為可選步驟，也可以把解壓路徑放到PATH變數中，

$ sudo cp docker/* /usr/bin/

執行后會看到 API listen on /var/run/docker.sock 的提示，表示docker已經在運行了，

2.4 啟動Dockerd

$ sudo dockerd &

2.5 驗證

$ sudo docker run hello-world

能夠看到輸出 Hello from Docker! 就OK了！

2.6 設定開機自啟動

systemctl start docker       

systemctl enable docker

三、docker基礎操作

當我們安裝好docker后，由于我做深度學習方面的研究，所以我們需要安裝相應的深度學習環境，以配置pytorch環境為例，接下來會一步步介紹如何構建一個屬于自己的鏡像，

1.鏡像基本操作

1.1 抓取鏡像

首先我們進入dockerhub網站選擇一個我們需要的鏡像，

然后輸入：

docker pull pytorch/pytorch

通過此命令可以docker遠程倉庫拉取鏡像到本地，

docker pull [options] NAME[:TAG]

name是拉取鏡像的名稱；TAG表示是可選的，如果不選表明時latest，如果選擇表明是指定版本的，
options是拉去的一些引數，當不加請求地址的時候回去docker的官網拉取鏡像，

1.2 查看鏡像

docker images 

通過此命令可以查看當前存在哪些鏡像，

docker images [options] [REPOSITORY[:TAG]]

options是選項，后面是指定鏡像的名稱，這個用的不多，可能當本地鏡像非常多的時候要指定查看某一個鏡像，
IMAGE ID 其實是一個64位的字串，它可以唯一標識我們的鏡像,這里只顯示了16位，后面的被截掉了

1.3 啟動互動式容器

docker run -it -v /home/admin/workplace:/workspaces --name bert_pytorch pytorch/pytorch /bin/bash

docker run -t -i -v 本地目錄:虛擬目錄 --name 自定義名稱 IMAGE_NAME /bin/bash

-i –interactive=true | false，默認是false
-t –tty=true | false，默認是false
–name 給啟動的容器自定義名稱，方便后續的容器選擇操作
啟動互動式的容器，就是類似虛擬機、云主機的操作方式，操作完一個命令后仍然可以繼續

1.4 洗掉鏡像

docker rmi d77dc4c8ebab

docker rmi 鏡像的標識

標識可以是id或者name，

2.容器的操作

2.1 運行容器

# 簡單操作
docker run 鏡像的標識|鏡像名稱[tag]
# 常用的引數
docker run -d -p 宿主機埠:容器埠 --name 容器名稱 鏡像的標識|鏡像名稱[tag]
# -d: 代表后臺運行容器
# -p: 宿主機埠:容器埠: 為了映射當前Linux的埠和容器的埠
# --name 容器名稱: 指定容器的名稱

2.2 查看正在運行的容器

docker ps [OPTIONS]
# OPTIONS說明:
# -a: 代表查看全部的容器，包括沒有運行
# -q: 只查看容器的標識
# -f: 根據條件過濾顯示的內容
# --format: 指定回傳值的模板檔案
# -l: 顯示最近創建的容器
# -n: 列出最近創建的n個容器
# --no-trunc: 不截斷輸出
# -s: 顯示總的檔案大小

2.3 查看容器的日志

docker logs -f 容器id

# -f: 可以滾動查看日志的最后幾行

2.4 進入到容器內部

docker exec -it 容器id bash

2.5 洗掉容器(洗掉容器前，需要先停止容器)

docker stop 容器id
# 停止指定的容器
docker stop $(docker ps -qa)
# 停止全部容器
docker rm 鏡像id
# 洗掉指定容器
docker rm $(docker ps -qa)
# 洗掉全部容器

2.6 啟動容器

docker start 容器id

3.構建鏡像

構建Docker鏡像，可以保存對容器的修改，并且再次使用，構建鏡像提供了自定義鏡像的能力，以軟體的形式打包并分發服務及其運行環境，Docker中提供了兩種方式來構建鏡像：

• 通過容器構建：docker commit
• 通過Dockerfile：docker build

3.1 使用commit命令構建鏡像

docker commit 7843e0556e67 bertpytorch

命令：docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

引數：
-a，–author=“”，指定鏡像的作者資訊
-m，–message=“”，提交資訊
-p，–pause=true，commit時是否暫停容器

3.2 使用Dockerfile檔案構建鏡像

Docker允許我們利用一個類似組態檔的形式來進行構建自定義鏡像，在檔案中可以指定原始的鏡像，自定義鏡像的維護人資訊，對原始鏡像采取的操作以及暴露的埠等資訊，比如：

# Sample Dockerfile
FROM ubuntu:16.04
MAINTAINER wgp "Kingdompin@163.com"
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y nginx
EXPOSE 80

命令：docker build [OPTIONS] DockerFile_PATH | URL | -

引數：
–force-rm=false
? –no-cache=false
? –pull=false
? -q，quite=false，構建時不輸出資訊
? –rm=true
-t，tag=“”，指定輸出的鏡像名稱資訊

4.鏡像遷移

我們制作好的鏡像，一般會遷移到其他機器上，Docker提供了幾種鏡像遷移分享給其他人的方式，推薦鏡像遷移應該直接使用Docker Registry，無論是直接使用Docker Hub還是使用內網私有Registry都可以，使用鏡像頻率不高，鏡像數量不多的情況下，我們可以選擇以下兩種方式，

4.1 上傳Docker Hub

首先，需要在Docker Hub上申請注冊一個帳號（人機驗證時需要科學上網），然后我們需要創建倉庫，指定倉庫名稱，

在終端中登錄你的Docker Hub賬戶，輸入docker login，輸入用戶名密碼即可登錄成功，

查看需要上傳的鏡像，并將選擇的鏡像打上標簽，標簽名需和Docker Hub上新建的倉庫名稱一致，否則上傳失敗，給鏡像打標簽的命令如下，

docker tag <existing-image> <hub-user>/<repo-name>[:<tag>]

其中existing-image代表本地待上傳的鏡像名加tag，后面<hub-user>/<repo-name>[:<tag>]則是為上傳更改的標簽名，tag不指定則為latest，

接下來，我們利用push命令直接上傳鏡像，

docker push <hub-user>/<repo-name>:<tag>

我們已經上傳成功，由于之前介紹的分層存盤系統，我們這里是直接對已有的ubuntu鏡像進行上傳，只是重新打了標簽，所以真正上傳的只是變化的部分，

4.2 匯出檔案互傳

Docker 還提供了 docker load 和 docker save 命令，用以將鏡像保存為一個tar檔案，比如這次我們將bertpytorch:latest這個鏡像保存為tar檔案，

docker save -o bertpytorch.tar bertpytorch

docker save -o <倉庫名稱>-<tag>.img <倉庫名稱>:<tag>

查看本地磁盤，即可看見名為bertpytorch的tar包，我們可以將其拷貝給其他機器，再利用load命令重新匯入，

docker load --input bertpytorch.tar

docker save --input <tar>

四、常用linux操作

1.檔案和目錄

cd /home 進入 '/ home' 目錄'
cd .. 回傳上一級目錄
cd ../.. 回傳上兩級目錄
cd 進入個人的主目錄
cd ~user1 進入個人的主目錄
cd - 回傳上次所在的目錄

pwd 顯示作業路徑

mkdir dir1 創建一個叫做 'dir1' 的目錄'
mkdir dir1 dir2 同時創建兩個目錄
mkdir -p /tmp/dir1/dir2 創建一個目錄樹

rm -f file1 洗掉一個叫做 'file1' 的檔案'
rmdir dir1 洗掉一個叫做 'dir1' 的目錄'
rm -rf dir1 洗掉一個叫做 'dir1' 的目錄并同時洗掉其內容
rm -rf dir1 dir2 同時洗掉兩個目錄及它們的內容

cp file1 file2 復制一個檔案
cp dir/* . 復制一個目錄下的所有檔案到當前作業目錄
cp -a /tmp/dir1 . 復制一個目錄到當前作業目錄
cp -a dir1 dir2 復制一個目錄
cp -r dir1 dir2 復制一個目錄及子目錄

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參考：

Docker超詳細基礎教程

docker入門(利用docker部署web應用)

Docker 入門到實戰教程(一)介紹Docker

Docker——入門實戰