docker入门

在学一门新知识的时候，超哥喜欢提问，why？what？how？

wiki资料

什么是docker

Docker 最初是 dotCloud 公司创始人 Solomon Hykes 在法国期间发起的一个公司内部项目，于 2013 年 3 月以 Apache 2.0 授权协议开源，主要项目代码在 GitHub 上进行维护。
Docker 使用 Google 公司推出的 Go 语言 进行开发实现。
docker是linux容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口。它是最流行的Linux容器解决方案。
docker的接口相当简单，用户可以方便的创建、销毁容器。
docker将应用程序与程序的依赖，打包在一个文件里面。运行这个文件就会生成一个虚拟容器。
程序运行在虚拟容器里，如同在真实物理机上运行一样，有了docker，就不用担心环境问题了。

docker应用场景

web应用的自动化打包和发布
自动化测试和持续集成、发布
在服务型环境中部署和调整数据库或其他应用

为什么要用docker？

我们先看看很久很久以前，服务器是怎么部署应用的！

由于物理机的诸多问题，后来出现了虚拟机

但是虚拟化也是有局限性的，每一个虚拟机都是一个完整的操作系统，要分配系统资源，虚拟机多道一定程度时，操作系统本身资源也就消耗殆尽，或者说必须扩容

docker VS 传统虚拟机

特性	容器	虚拟机
启动	秒级	分钟级
硬盘使用	一般为 MB	一般为 GB
性能	接近原生	弱
系统支持量	单机支持上千个容器	一般几十个

环境配置的难题

让开发人员最头疼的麻烦事之一就是环境配置了，每台计算机的环境都不相同，应该如何确保自己的程序换一台机器能运行起来呢？

用户必须确保的是：

操作系统的相同
各种平台库和组件的安装
例如python依赖包，环境变量等

如何一些低版本的依赖模块和当前环境不兼容，那就头疼了。。。。。

如果环境配置这么痛苦的话，换一台机器，就得重新配置一下，那么在安装软件的时候，带着原始环境一模一样的复制过来。

解决方案一虚拟机

虚拟机（virtual machine）就是带环境安装的一种解决方案。它可以在一种操作系统里面运行另一种操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Linux 系统。应用程序对此毫无感知，因为虚拟机看上去跟真实系统一模一样，而对于底层系统来说，虚拟机就是一个普通文件，不需要了就删掉，对其他部分毫无影响。

虽然用户可以通过虚拟机还原软件的原始环境。但是，这个方案有几个缺点。

（1）资源占用多

虚拟机会独占一部分内存和硬盘空间。它运行的时候，其他程序就不能使用这些资源了。哪怕虚拟机里面的应用程序，真正使用的内存只有 1MB，虚拟机依然需要几百 MB 的内存才能运行。

（2）冗余步骤多

虚拟机是完整的操作系统，一些系统级别的操作步骤，往往无法跳过，比如用户登录。

（3）启动慢

启动操作系统需要多久，启动虚拟机就需要多久。可能要等几分钟，应用程序才能真正运行。

解决方案二 Linux容器

由于虚拟机的诸多问题，Linux发展出了另一种虚拟化技术：Linux容器（Linux Containers，缩写LXC）

Linux容器不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。在正常进程的外面套了一个保护层，对于容器里面进程来说，它接触的资源都是虚拟的，从而实现和底层系统的隔离。

（1）启动快

容器里面的应用，直接就是底层系统的一个进程，而不是虚拟机内部的进程。所以，启动容器相当于启动本机的一个进程，而不是启动一个操作系统，速度就快很多。

（2）资源占用少

容器只占用需要的资源，不占用那些没有用到的资源；虚拟机由于是完整的操作系统，不可避免要占用所有资源。另外，多个容器可以共享资源，虚拟机都是独享资源。

（3）体积小

容器只要包含用到的组件即可，而虚拟机是整个操作系统的打包，所以容器文件比虚拟机文件要小很多。

总之，容器有点像轻量级的虚拟机，能够提供虚拟化的环境，但是成本开销小得多。

docker容器的优势

更高效的利用系统资源
由于容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销，Docker 对系统 资源的利用率更高。
无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度，都要比传 统虚拟机技术更高效。因此，相比虚拟机技术，一个相同配置的主机，往往可以运 行更多数量的应用。

更快速的启动时间
传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟，而 Docker 容器应用，由于直接 运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、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。

一致的运行环境
开发过程中一个常见的问题是环境一致性问题。由于开发环境、测试环境、生产环 境不一致，导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。
而 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。

持续交付和部署
对开发和运维(DevOps)人员来说，最希望的就是一次创建或配置，可以在任意 地方正常运行。
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。开发人员 可以通过 Dockerfile 来进行镜像构建，并结合 持续集成(Continuous Integration) 系 统进行集成测试，
而运维人员则可以直接在生产环境中快速部署该镜像，甚至结合 持续部署(Continuous Delivery/Deployment) 系统进行自动部署。
而且使用 Dockerfile 使镜像构建透明化，不仅仅开发团队可以理解应用运行环 境，也方便运维团队理解应用运行所需条件，帮助更好的生产环境中部署该镜像。

更轻松的迁移
由于 Docker 确保了执行环境的一致性，使得应用的迁移更加容易。Docker 可以在 很多平台上运行，无论是物理机、虚拟机、公有云、私有云，甚至是笔记本，其运 行结果是一致的。
因此用户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。

工作中的虚拟化和容器

容器概念

容器三大基本概念
镜像 image
容器 container
仓库 repository
docker整个生命周期就是这三个概念。

docker镜像

image相当于一个root文件系统，比如官方镜像 ubuntu:14.04 就包含了完整的一套 Ubuntu 14.04 最小系统的 root 文件系统。

image的分层存储

因为镜像包含完整的root文件系统，体积是非常庞大的，因此docker在设计时按照Union FS的技术，将其设计为分层存储的架构。
镜像不是ISO那种完整的打包文件，镜像只是一个虚拟的概念，他不是一个完整的文件，而是由一组文件组成，或者多组文件系统联合组成。

docker容器

image和container的关系，就像面向对象程序设计中的 类和实例一样，镜像是静态的定义（class），容器是镜像运行时的实体（object）。
容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停

docker仓库

镜像构建完成后，可以很容易的在宿主机上运行，如果要在其他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可以包含多个仓库（repository），每个仓库有多个tag（标签），每个标签对应一个镜像。
一个仓库包含同一个软件不同版本的镜像，标签就是用于标记版本的。
如
ubantu:14.04
ubantu:16.05
不指定tag的话默认是
ubantu:latest
仓库名海会以 bob/nginx-proxy形式出现，表明docker registry多用户环境下的 用户名/软件名

CentOS安装docker

请遵循官方安装方式！！！

https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/centos/#upgrade-docker-after-using-the-convenience-script

官方教程如下，最正确安装docker姿势

1.卸载旧版本
sudo yum remove docker 
                  docker-client 
                  docker-client-latest 
                  docker-common 
                  docker-latest 
                  docker-latest-logrotate 
                  docker-logrotate 
                  docker-selinux 
                  docker-engine-selinux 
                  docker-engine

2.设置存储库
sudo yum install -y yum-utils 
  device-mapper-persistent-data 
  lvm2

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

3.安装docker社区版
sudo yum install docker-ce
4.启动关闭docker
systemctl start docker

docker版本

Docker 是一个开源的商业产品，有两个版本：社区版（Community Edition，缩写为 CE）和企业版（Enterprise Edition，缩写为 EE）。
企业版包含了一些收费服务，个人开发者一般用不到。本文的介绍都针对社区版。

系统环境准备

docker最低支持centos7且在64位平台上，内核版本在3.10以上

[root@oldboy_python ~ 10:48:11]#uname -r
3.10.0-693.el7.x86_64

Docker镜像加速器

https://www.cnblogs.com/pyyu/p/6925606.html
#一条命令加速
curl -sSL https://get.daocloud.io/daotools/set_mirror.sh | sh -s http://95822026.m.daocloud.io

使用docker镜像

从仓库获取镜像
管理本地主机的镜像

获取镜像

从docker registry获取镜像的命令是docker pull。命令格式是：
docker pull [选项][docker registry地址] 仓库名:标签
docker register地址：地址的格式一般是 域名:端口，默认地址是docker hub
仓库名：仓库名是两段格式，用户名/软件名，如果不写用户，默认docker hub用户名是library，也就是官方镜像

镜像文件

docker是把应用程序和其依赖打包在image文件里面，只有通过这个镜像文件才能生成docker容器。
一个image文件可以生成多个容器实例。
image文件是通用，可以共享的，为了节省时间，我们尽量

列出服务器所有镜像文件

#列出所有的image文件
docker image ls
#删除image文件
docker image rm [imagename]

docker与"hello docker"

hello world是程序员启蒙语言，我们通过最简单的image文件“hello-world”，来感受一下docker。

#获取镜像 hello-world
docker pull hello-world
#检查镜像
docker images
#运行image文件,可以用容器id
docker run hello-world
#检查docker容器进程
docker ps
#检查所有运行过的容器
docker ps -a

运行成功后，可以看到结果

表示你已经成功运行了容器，hello world运行的容器会在完成后，自动终止

运行一个ubuntu容器

咱们要在cenots7操作系统下，以docker下载一个ubuntu image文件，然后以image启动容器

[root@oldboy_python ~ 11:52:22]#docker pull ubuntu:14.04
#如图，乌班图的镜像下载，是下载每一层的文件
Trying to pull repository docker.io/library/ubuntu ... 
14.04: Pulling from docker.io/library/ubuntu
8284e13a281d: Pull complete 
26e1916a9297: Pull complete 
4102fc66d4ab: Pull complete 
1cf2b01777b2: Pull complete 
7f7a2d5e04ed: Pull complete 
Digest: sha256:4851d1986c90c60f3b19009824c417c4a0426e9cf38ecfeb28598457cefe3f56
Status: Downloaded newer image for docker.io/ubuntu:14.04

下载过程可以看出镜像是由多层存储构成的。下载也是一层一层，并非单一的文件。
下载过程中给出每一层的前12位ID。下载结束后会给出sha246的文件一致性校验值。

运行这个乌班图容器！

[root@oldboy_python ~ 12:18:53]#docker run -it --rm ubuntu:14.04 bash
#此时会进入交互式的shell界面，即可以使用乌班图操作系统
root@3efbb2749d7c:/# cat /etc/os-release  
NAME="Ubuntu"
VERSION="14.04.5 LTS, Trusty Tahr"
ID=ubuntu
ID_LIKE=debian
PRETTY_NAME="Ubuntu 14.04.5 LTS"
VERSION_ID="14.04"
HOME_URL="http://www.ubuntu.com/"
SUPPORT_URL="http://help.ubuntu.com/"
BUG_REPORT_URL="http://bugs.launchpad.net/ubuntu/"
#使用exit退出容器
exit

docker run就是运行容器的命令。
参数
 -it ： -i 是交互式操作，-t是终端
 -rm  :   容器退出后将其删除。也可以不指定参数，手动docker rm，使用-rm可以避免浪费空间。
 ubuntu:14.04   这指的是镜像文件
 bash   :  指定用交互式的shell，因此需要bash命令

Docker与CentOS

docker允许在容器内运行应用程序，使用docker run命令来在容器内运行应用程序。

#加速docker镜像下载
curl -sSL https://get.daocloud.io/daotools/set_mirror.sh | sh -s http://95822026.m.daocloud.io

[root@oldboy_python ~ 15:14:31]#docker pull docker.io/centos
Using default tag: latest
Trying to pull repository docker.io/library/centos ...
latest: Pulling from docker.io/library/centos
256b176beaff: Pull complete
Digest: sha256:fc2476ccae2a5186313f2d1dadb4a969d6d2d4c6b23fa98b6c7b0a1faad67685
Status: Downloaded newer image for docker.io/centos:latest

运行一个交互式的容器

[root@oldboy_python ~ 15:15:07]#docker run -it centos /bin/bash
#此时进入docker容器
[root@c72e9c40cfe2 /]# cat /etc/redhat-release

参数解析：

-t:在新容器内指定一个伪终端或终端。
-i:允许你对容器内的标准输入 (STDIN) 进行交互。

此时就进入了centos系统
可以查看系统相关信息,内核版本信息
cat /proc/version
ls /

此时想要退出容器，使用exit命令

后台模式启动docker

-d参数：后台运行容器，返回容器ID

[root@oldboy_python ~ 15:58:14]#docker run -d centos /bin/sh -c "while true;do echo hello centos; sleep 1;done"
c0283f1077d16a2bf2597e269d51a02815334f7390f18a62ed7a4ba07f351b65
#检查容器进程
[root@oldboy_python ~ 15:58:22]#docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
c0283f1077d1        centos              "/bin/sh -c 'while..."   6 seconds ago       Up 5 seconds                            fervent_turing
[root@oldboy_python ~ 15:58:28]#

查看容器内的标准输出

docker logs c02

停止容器

docker stop c02
#此时容器进程不存在
docker ps

启动容器

docker start c02
#检查容器进程
docker ps

删除容器
docker rm c02

Docker镜像常用命令

docker images #列出所有本级镜像
docker pull centos #获取新的centos镜像
docker search nginx #搜索nginx镜像

构建镜像

1.通过commit修改镜像
2.编写dockerfile

提交创建自定义的镜像(docker container commit)

1.我们进入交互式的centos容器中，发现没有vim命令
docker run -it centos
2.在当前容器中，安装一个vim
yum install -y vim
3.安装好vim之后，exit退出容器
exit
4.查看刚才安装好vim的容器记录
docker container ls -a
5.提交这个容器，创建新的image
docker commit 059fdea031ba chaoyu/centos-vim
6.查看镜像文件
[root@master /home]docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
chaoyu/centos-vim   latest              fd2685ae25fe        5 minutes ago       348MB

外部访问容器

容器中可以运行网络应用，但是要让外部也可以访问这些应用，可以通过-p或-P参数指定端口映射。

-P 参数会随机映射端口到容器开放的网络端口
[root@oldboy_python ~ 16:31:37]#docker run -d -P training/webapp python app.py

检查映射的端口

#宿主机ip:32768 映射容器的5000端口
[root@oldboy_python ~ 16:34:02]#docker ps -l
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES
cfd632821d7a        training/webapp     "python app.py"     21 seconds ago      Up 20 seconds       0.0.0.0:32768->5000/tcp   brave_fermi

查看容器日志信息

#不间断显示log
docker logs -f cfd

也可以通过-p参数指定映射端口

#指定服务器的9000端口，映射到容器内的5000端口
[root@oldboy_python ~ 16:46:13]#docker run -d -p 9000:5000 training/webapp python app.py
c0b5a6278d0f4f2e9b9eba8680451111d8b911b61de0c37ea64cb337aefb854e

访问服务器的9000端口

(如果访问失败的话，检查自己的防火墙，以及云服务器的安全组)

查看指定容器的端口映射

[root@oldboy_python ~ 16:49:01]#docker port c0b
5000/tcp -> 0.0.0.0:9000

查看容器内的进程

[root@oldboy_python ~ 16:49:05]#docker top c0b
UID                 PID                 PPID                C                   STIME               TTY                 TIME                CMD
root                3926                3912                0                   16:46               ?                   00:00:00            python app.py

利用dockerfile定制镜像

镜像是容器的基础，每次执行docker run的时候都会指定哪个镜像作为容器运行的基础。我们之前的例子都是使用来自docker hub的镜像，直接使用这些镜像只能满足一定的需求，当镜像无法满足我们的需求时，就得自定制这些镜像。

镜像的定制就是定制每一层所添加的配置、文件。如果可以吧每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入到一个脚本，用脚本来构建、定制镜像，这个脚本就是dockerfile。
Dockerfile 是一个文本文件，其内包含了一条条的指令(Instruction)，每一条指令 构建一层，因此每一条指令的内容，就是描述该层应当如何构建。

FROM scratch #制作base image 基础镜像，尽量使用官方的image作为base image
FROM centos #使用base image
FROM ubuntu:14.04 #带有tag的base image

LABEL version=“1.0” #容器元信息，帮助信息，Metadata，类似于代码注释
LABEL maintainer=“yc_uuu@163.com"

#对于复杂的RUN命令，避免无用的分层，多条命令用反斜线换行，合成一条命令！
RUN yum update && yum install -y vim 
    Python-dev #反斜线换行
RUN /bin/bash -c "source $HOME/.bashrc;echo $HOME”

WORKDIR /root #相当于linux的cd命令，改变目录，尽量使用绝对路径！！！不要用RUN cd
    -WORKDIR /test #如果没有就自动创建
    -WORKDIR demo #再进入demo文件夹
    -RUN pwd     #打印结果应该是/test/demo

ADD and COPY 
ADD hello /  #把本地文件添加到镜像中，吧本地的hello可执行文件拷贝到镜像的/目录
ADD test.tar.gz /  #添加到根目录并解压

WORKDIR /root
ADD hello test/  #进入/root/ 添加hello可执行命令到test目录下，也就是/root/test/hello 一个绝对路径
COPY hello test/  #等同于上述ADD效果

ADD与COPY
   - 优先使用COPY命令
    -ADD除了COPY功能还有解压功能
添加远程文件/目录使用curl或wget

ENV #环境变量，尽可能使用ENV增加可维护性
ENV MYSQL_VERSION 5.6 #设置一个mysql常量
RUN yum install -y mysql-server=“${MYSQL_VERSION}” 

VOLUME and EXPOSE 
存储和网络

RUN and CMD and ENTRYPOINT
RUN：执行命令并创建新的Image Layer
CMD：设置容器启动后默认执行的命令和参数
ENTRYPOINT：设置容器启动时运行的命令

Shell格式和Exec格式
RUN yum install -y vim
CMD echo ”hello docker”
ENTRYPOINT echo “hello docker”

Exec格式
RUN [“apt-get”,”install”,”-y”,”vim”]
CMD [“/bin/echo”,”hello docker”]
ENTRYPOINT [“/bin/echo”,”hello docker”]


通过shell格式去运行命令，会读取$name指令，而exec格式是仅仅的执行一个命令，而不是shell指令
cat Dockerfile
    FROM centos
    ENV name Docker
    ENTRYPOINT [“/bin/echo”,”hello $name”]#这个仅仅是执行echo命令，读取不了shell变量
    ENTRYPOINT  [“/bin/bash”,”-c”,”echo hello $name"]

CMD
容器启动时默认执行的命令
如果docker run指定了其他命令(docker run -it [image] /bin/bash )，CMD命令被忽略
如果定义多个CMD，只有最后一个执行

ENTRYPOINT
让容器以应用程序或服务形式运行
不会被忽略，一定会执行
最佳实践：写一个shell脚本作为entrypoint
COPY docker-entrypoint.sh /usr/local/bin
ENTRYPOINT [“docker-entrypoint.sh]
EXPOSE 27017
CMD [“mongod”]

[root@master home]# more Dockerfile
FROm centos
ENV name Docker
#CMD ["/bin/bash","-c","echo hello $name"]
ENTRYPOINT ["/bin/bash","-c","echo hello $name”]

发布docker image

第一种，docker hub公有镜像发布

1.docker提供了一个类似于github的仓库dockerhub,
网址https://hub.docker.com/需要注册使用
2.注册docker id后，在linux中登录dockerhub
docker login
3.推送docker image到dockerhub
docker push yuchao163/centps-cmd-exec:latest
4.在dockerhub中检查镜像
https://hub.docker.com/
5.删除本地镜像，测试下载pull 镜像文件
docker pull yuchao163/centos-entrypoint-exec

但是这种镜像仓库是公开的，其他人也是可以下载，并不安全，因此还可以使用docker registry官方提供的私有仓库

1.官方提供的私有仓库docker registry用法
https://yeasy.gitbooks.io/docker_practice/repository/registry.html
2.一条命令下载registry镜像并且启动私有仓库容器
私有仓库会被创建在容器的/var/lib/registry下，因此通过-v参数将镜像文件存储到本地的/opt/data/registry下
端口映射容器中的5000端口到宿主机的5000端口
docker run -d 
    -p 5000:5000 
    -v /opt/data/registry:/var/lib/registry 
    registry
3.检查启动的registry容器
docker ps
4.测试连接容器
telnet 192.168.119.10 5000
5.修改镜像tag,以docker registry的地址端口开头
docker tag hello-world:latest 192.168.119.10:5000/hello-world:latest
6.查看docker镜像，找到registry的镜像
docker images
7.Docker 默认不允许非 HTTPS 方式推送镜像。我们可以通过 Docker 的配置选项来取消这个限制，这里必须写正确json数据
[root@master /]# cat /etc/docker/daemon.json
{"registry-mirrors": ["http://95822026.m.daocloud.io"],
"insecure-registries":["192.168.119.10:5000"]
}
写入到docker服务中，加载此配置文件
[root@master home]# grep 'EnvironmentFile=/etc/docker/daemon.json' /lib/systemd/system/docker.service
EnvironmentFile=/etc/docker/daemon.json
8.修改了docker配置文件，重新加载docker
systemctl daemon-reload
9.重启docker
systemctl restart docker
10.重启了docker，刚才的registry容器进程挂掉了，因此重新启动它
docker ps -a
docker start 容器id
11.推送本地镜像
docker push 192.168.119.10:5000/hello-world
12.由于docker registry没有web节目，但是提供了API数据
官网教程：https://docs.docker.com/registry/spec/api/#listing-repositories

curl http://192.168.119.10:5000/v2/_catalog
或者浏览器访问http://192.168.119.10:5000/v2/_catalog
13.删除本地镜像，从私有仓库中下载
docker pull 192.168.119.10:5000/hello-world

打包flask程序与dockerfile

超哥构建好的镜像，只要丢给武沛奇，说“小沛奇，拿去用吧，这个镜像你直接docker run就能用了，不需要你管环境问题了，有没有很崇拜我”，沛奇说，“超哥真牛逼”

确保app.py和dockerfile在同一个目录！
1.准备好app.py的flask程序
[root@master home]# cat app.py
from flask import Flask
app=Flask(__name__)
@app.route('/')
def hello():
    return "hello docker"
if __name__=="__main__":
    app.run(host='0.0.0.0',port=8080)
[root@master home]# ls
app.py  Dockerfile

2.编写dockerfile
[root@master home]# cat Dockerfile
FROM python:2.7
LABEL maintainer="Chao Yu<yc_uuu@163.com>"
RUN pip install flask
COPY app.py /app/
WORKDIR /app
EXPOSE 8080
CMD ["python","app.py"]

3.构建镜像image
docker build -t yuchao163/flask-hello-docker .

4.查看创建好的images
docker image ls

5.启动此flask-hello-docker容器，映射一个端口供外部访问
docker run -d -p 8080:8080 yuchao163/flask-hello-docker

6.检查运行的容器
docker container ls