docker学习笔记
常用的镜像:
docker pull anibali/pytorch:cuda-10.0
Docker是什么？
Docker是一个虚拟环境容器，可以将你的开发环境、代码、配置文件等一并打包到这个容器中，并发布和应用到任意平台中。比如，你在本地用Python开发网站后台，开发测试完成后，就可以将Python3及其依赖包、Flask及其各种插件、Mysql、Nginx等打包到一个容器中，然后部署到任意你想部署到的环境。
Docker官方文档比较全，建议有能力的读一下官方文档。
1. Docker的三个概念
镜像（Image）：类似于虚拟机中的镜像，是一个包含有文件系统的面向Docker引擎的只读模板。任何应用程序运行都需要环境，而镜像就是用来提供这种运行环境的。例如一个Ubuntu镜像就是一个包含Ubuntu操作系统环境的模板，同理在该镜像上装上Apache软件，就可以称为Apache镜像。
容器（Container）：类似于一个轻量级的沙盒，可以将其看作一个极简的Linux系统环境（包括root权限、进程空间、用户空间和网络空间等），以及运行在其中的应用程序。Docker引擎利用容器来运行、隔离各个应用。容器是镜像创建的应用实例，可以创建、启动、停止、删除容器，各个容器之间是是相互隔离的，互不影响。注意：镜像本身是只读的，容器从镜像启动时，Docker在镜像的上层创建一个可写层，镜像本身不变。
仓库（Repository）：类似于代码仓库，这里是镜像仓库，是Docker用来集中存放镜像文件的地方。注意与注册服务器（Registry）的区别：注册服务器是存放仓库的地方，一般会有多个仓库；而仓库是存放镜像的地方，一般每个仓库存放一类镜像，每个镜像利用tag进行区分，比如Ubuntu仓库存放有多个版本（12.04、14.04等）的Ubuntu镜像。
关于镜像与容器的关系和联系，可以使用overlay2文件存储驱动来进一步深入理解，具体见文件存储驱动overlay2的使用介绍。
2.1 Docker的安装和卸载
Docker可以安装在Windows、Linux、Mac等各个平台上。具体可以查看文档Install Docker。
sudo apt install docker.io
将当前用户添加到docker用户组中（否则就只能sudo执行Docker相关命令）
sudo usermod -aG docker $USER2.
安装完成之后，可以查看Docker的版本信息：
[root@xxx ~]# docker version
Client:
Version: 1.12.3
API version: 1.24
Go version: go1.6.3
Git commit: 6b644ec
Built:
OS/Arch: linux/amd64
Server:
Version: 1.12.3
API version: 1.24
Go version: go1.6.3
Git commit: 6b644ec
Built:
OS/Arch: linux/amd64
查看Docker的帮助信息：# docker --help。各种命令的用法也不再赘述，后边用到哪些命令时会作出一定的解释。
如果你打算制作或者使用涉及到cuda或者cudnn等与GPU相关的镜像或容器，你需要安装nvidia-docker，请按照repo里的步骤安装nvidia-docker：https://github.com/NVIDIA/nvidia-docker。
在完成两步安装后，需要更改docker守护进程默认的runtime参数，请将/etc/docker/daemon.json文件中键default-runtime对应的值修改为nvidia(如果没有default-runtime这个key，则需要添加："default-runtime":"nvidia")，
然后通过sudo service docker restart重启docker服务，这一步操作是为了避免之后运行与cuda或者cudnn库相关的容器时每次都要指定runtime参数的情况。
3 Docker中关于镜像的基本操作
安装完Docker引擎之后，就可以对镜像进行基本的操作了。
# 查看/etc/group,确定是否存在docker组
cat /etc/group | grep docker
# 安装Docker后,docker组已经创建好了,上面的命令输出如下:
docker:x:999:
# 将当前用户添加到 docker 组
sudo gpasswd -a ${USER} docker
# 重新登录或者用以下命令切换到docker组
newgrp - docker
# 重启docker服务
sudo service docker restart
# 不加sudo直接执行docker命令检查效果
docker images
# 安装Docker的时候拉取过hello-world镜像,所以输出如下:
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
hello-world latest 4ab4c602aa5e 8 weeks ago 1.84kB
# 删除none的镜像:
#!/bin/bash
docker ps -a | grep "Exited" | awk '{print $1}' | xargs docker stop
docker ps -a | grep "Exited" | awk '{print $1}' | xargs docker rm
docker images | grep none | awk '{print $3}' | xargs docker rmi
# 删除镜像
docker rmi -f image_ID
我们从官方注册服务器（https://hub.docker.com）的仓库中pull下CentOS的镜像(或者设置我们公司的镜像仓库，具体方式见本文第五节的介绍)。每个仓库会有多个镜像，用tag标示，如果不加tag，默认使用latest镜像：
[root@xxx ~]# docker search centos # 查看centos镜像是否存在
[root@xxx ~]# docker pull centos # 利用pull命令获取镜像
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/centos
08d48e6f1cff: Pull complete
Digest: sha256:b2f9d1c0ff5f87a4743104d099a3d561002ac500db1b9bfa02a783a46e0d366c
Status: Downloaded newer image for centos:latest
[root@xxx ~]# docker images # 查看当前系统中的images信息
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos latest 0584b3d2cf6d 9 days ago 196.5 MB
以上是下载一个已有镜像，此外有两种方法可以帮助你新建自有镜像。
3.1 利用镜像启动一个容器后进行修改 ==> 利用commit提交更新后的副本
[root@xxx ~]# docker run -it centos:latest /bin/bash # 启动一个容器
[root@72f1a8a0e394 /]# # 这里命令行形式变了，表示已经进入了一个新环境
[root@72f1a8a0e394 /]# git --version # 此时的容器中没有git
bash: git: command not found
[root@72f1a8a0e394 /]# yum install git # 利用yum安装git
......
[root@72f1a8a0e394 /]# git --version # 此时的容器中已经装有git了
git version 1.8.3.1
此时利用exit退出该容器，然后查看docker中运行的程序（容器）：
[root@xxx ~]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
72f1a8a0e394 centos:latest "/bin/bash" 9 minutes ago Exited (0) 3 minutes ago angry_hodgkin
这里将容器转化为一个镜像，即执行commit操作，完成后可使用docker images查看：
[root@xxx ~]# docker commit -m "centos with git" -a "panjinqan" 72f1a8a0e394 zhengwenyong/centos:git
[root@xxx ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
panjinqan/centos git 52166e4475ed 5 seconds ago 358.1 MB
centos latest 0584b3d2cf6d 9 days ago 196.5 MB
其中，-m指定说明信息；-a指定用户信息；72f1a8a0e394代表容器的id；panjinquan/centos:git指定目标镜像的用户名、仓库名和 tag 信息。注意这里的用户名zheng，后边会用到。
此时Docker引擎中就有了我们新建的镜像panjinqan/centos:git，此镜像和原有的CentOS镜像区别在于多了个Git工具。此时我们利用新镜像创建的容器，本身就自带git了。
[root@xxx ~]# docker run -it panjinqan/centos:git /bin/bash
[root@520afc596c51 /]# git --version
git version 1.8.3.1
利用exit退出容器。注意此时Docker引擎中就有了两个容器，可使用docker ps -a查看。
3.2 利用Dockerfile创建镜像
Dockerfile可以理解为一种配置文件，用来告诉docker build命令应该执行哪些操作。一个简易的Dockerfile文件如下所示，官方说明：Dockerfile reference：
# 说明该镜像以哪个镜像为基础
FROM centos:latest
# 构建者的基本信息
MAINTAINER panjinqan
# 在build这个镜像时执行的操作
RUN yum update
RUN yum install -y git
# 拷贝本地文件到镜像中
COPY ./* /usr/share/gitdir/
有了Dockerfile之后，就可以利用build命令构建镜像了：
[root@xxx ~]# docker build -t="panjinqan/centos:gitdir" .
其中-t用来指定新镜像的用户信息、tag等。最后的点表示在当前目录寻找Dockerfile。
构建完成之后，同样可以使用docker images命令查看：
[root@xxx ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
panjinqan/centos gitdir 0749ecbca587 34 minutes ago 359.7 MB
panjinqan/centos git 52166e4475ed About an hour ago 358.1 MB
centos latest 0584b3d2cf6d 9 days ago 196.5 MB
以上就是构建自己镜像的两种方法。其中也涉及到了容器的一些操作。如果想删除容器或者镜像，可以使用rm命令，注意：删除镜像前必须先删除以此镜像为基础的容器。
[root@xxx ~]# docker rm container_name/container_id
[root@xxx ~]# docker rmi image_name/image_id
镜像其他操作指令：
[root@xxx ~]# docker save -o centos.tar panjinqan/centos:git # 保存镜像, -o也可以是--output
[root@xxx ~]# docker load -i centos.tar # 加载镜像, -i也可以是--input
四、Docker中关于容器的基本操作
在前边镜像的章节中，我们已经看到了如何基于镜像启动一个容器，即docker run操作。
[root@xxx ~]# docker run -it centos:latest /bin/bash
这里-it是两个参数：-i和-t。前者表示打开并保持stdout，后者表示分配一个终端（pseudo-tty）。此时如果使用exit退出，则容器的状态处于Exit，而不是后台运行。如果想让容器一直运行，而不是停止，可以使用快捷键 ctrl+p ctrl+q 退出，此时容器的状态为Up。
除了这两个参数之外，run命令还有很多其他参数。其中比较有用的是-d后台运行：
[root@xxx ~]# docker run centos:latest /bin/bash -c "while true; do echo hello; sleep 1; done"
[root@xxx ~]# docker run -d centos:latest /bin/bash -c "while true; do echo hello; sleep 1; done"
这里第二条命令使用了-d参数，使这个容器处于后台运行的状态，不会对当前终端产生任何输出，所有的stdout都输出到log，可以使用docker logs container_name/container_id查看。
docker run的其他参数命令如下：
-d, --detach=false， 指定容器运行于前台还是后台，默认为false
-i, --interactive=false， 打开STDIN，用于控制台交互
-t, --tty=false， 分配tty设备，该可以支持终端登录，默认为false
-u, --user=""， 指定容器的用户
-a, --attach=[]， 登录容器（必须是以docker run -d启动的容器）
-w, --workdir=""， 指定容器的工作目录
-c, --cpu-shares=0， 设置容器CPU权重，在CPU共享场景使用
-e, --env=[]， 指定环境变量，容器中可以使用该环境变量
-m, --memory=""， 指定容器的内存上限
-P, --publish-all=false， 指定容器暴露的端口
-p, --publish=[]， 指定容器暴露的端口
-h, --hostname=""， 指定容器的主机名
-v, --volume=[]， 给容器挂载存储卷，挂载到容器的某个目录
--volumes-from=[]， 给容器挂载其他容器上的卷，挂载到容器的某个目录
--cap-add=[]， 添加权限，权限清单详见：http://linux.die.net/man/7/capabilities
--cap-drop=[]， 删除权限，权限清单详见：http://linux.die.net/man/7/capabilities
--cidfile=""， 运行容器后，在指定文件中写入容器PID值，一种典型的监控系统用法
--cpuset=""， 设置容器可以使用哪些CPU，此参数可以用来容器独占CPU
--device=[]， 添加主机设备给容器，相当于设备直通
--dns=[]， 指定容器的dns服务器
--dns-search=[]， 指定容器的dns搜索域名，写入到容器的/etc/resolv.conf文件
--entrypoint=""， 覆盖image的入口点
--env-file=[]， 指定环境变量文件，文件格式为每行一个环境变量
--expose=[]， 指定容器暴露的端口，即修改镜像的暴露端口
--link=[]， 指定容器间的关联，使用其他容器的IP、env等信息
--lxc-conf=[]， 指定容器的配置文件，只有在指定--exec-driver=lxc时使用
--name=""， 指定容器名字，后续可以通过名字进行容器管理，links特性需要使用名字
--net="bridge"， 容器网络设置:bridge 使用docker daemon指定的网桥
host //容器使用主机的网络
container:NAME_or_ID >//使用其他容器的网路，共享IP和PORT等网络资源
none 容器使用自己的网络（类似--net=bridge），但是不进行配置
--privileged=false， 指定容器是否为特权容器，特权容器拥有所有的capabilities
--restart="no"， 指定容器停止后的重启策略:no：容器退出时不重启
on-failure：容器故障退出（返回值非零）时重启
always：容器退出时总是重启
--rm=false， 指定容器停止后自动删除容器(不支持以docker run -d启动的容器)
--sig-proxy=true， 设置由代理接受并处理信号，但是SIGCHLD、SIGSTOP和SIGKILL不能被代理
启动、停止、重启容器命令：
[root@xxx ~]# docker start container_name/container_id
[root@xxx ~]# docker stop container_name/container_id
[root@xxx ~]# docker restart container_name/container_id
后台启动一个容器后，如果想进入到这个容器，可以使用attach命令：
[root@xxx ~]# docker attach container_name/container_id
删除容器的命令前边已经提到过了：
[root@xxx ~]# docker rm container_name/container_id
五、Docker中关于仓库的基本操作
Docker官方维护了一个DockerHub的公共仓库，里边包含有很多平时用的较多的镜像。除了从上边下载镜像之外，我们也可以将自己自定义的镜像发布（push）到DockerHub上。
在镜像操作章节中，我们新建了一个panjinqan/centos:git镜像。
（1）访问https://hub.docker.com/，如果没有账号，需要先注册一个。
（2）利用命令docker login登录DockerHub，输入用户名、密码即可登录成功：
[root@xxx ~]# docker login
Login with your Docker ID to push and pull images from Docker Hub. If you don't have a Docker ID, head over to https://hub.docker.com to create one.
Username: panjinqan
Password:
Login Succeeded
（3）将本地的镜像推送到DockerHub上，这里的panjinqan要和登录时的username一致：
[root@xxx ~]# docker push panjinqan/centos:git # 成功推送
[root@xxx ~]# docker push xxx/centos:git # 失败
The push refers to a repository [docker.io/xxx/centos]
unauthorized: authentication required
此时若不一致的话可以使用tag的形式进行标记：
[root@xxx ~]# docker tag mycentos:git panjinqan/centos:git
（4）以后别人就可以从你的仓库中下载合适的镜像了。
[root@xxx ~]# docker pull panjinqan/centos:git
对应于镜像的两种创建方法，镜像的更新也有两种：
创建容器之后做更改，之后commit生成镜像，然后push到仓库中。
更新Dockerfile。在工作时一般建议这种方式，更简洁明了。
**配置公司docker仓库**
DM docker仓库地址：https://docker.dm-ai.cn/harbor/projects
研究中心的docker均放置于algorithm-research路径下
修改~/.docker/config.json：（不存在此文件则需创建该文件）
{
"auths": {
"panjinqan@docker.pjq.cn": {
"auth": "emhlbmd3ZW55b25nOlp3eTE1OTU5NA=="
},
"https://index.docker.io/v1/": {
"auth": "emhlbmd3ZW55b25nOnp3eTE1OTU5NDk2NjI4"
}
},
"HttpHeaders": {
"User-Agent": "Docker-Client/18.09.6 (linux)"
}
}
注意：上图中配置的是panjinqan的用户名及密码，需要重启服务并登出账户，然后使用自己的账户登录。
service docker restart
docker logout panjinqan@docker.pjq.cn
docker login docker.dm-ai.cn
然后按照提示输入ldap账号和密码
配置成功后便可以使用docker pull 和docker push对公司的镜像进行操作。
六、利用Docker创建一个用于Flask开发的Python环境
上边已经解释和练习了Docker的基本操作命令，下边以实例的形式完整走一遍流程。
我们创建一个用于Flask开发的Python环境，包含Git、Python3、Flask以及其他依赖包等。
完整命令如下：
[root@xxx ~]# docker pull centos
[root@xxx ~]# docker run -it centos:latest /bin/bash
# 此时进入容器，安装Python3、Git、Flask及其依赖包等，安装完成后exit退出
[root@xxx ~]# docker commit -m "Flask" -a "panjinqan" container_id panjinqan/flask:v1
[root@xxx ~]# docker push panjinqan/flask:v1
Docker的功能和特性还有很多，各种运行命令、参数等也都有待学习和练习，比如如何管理数据、如何管理网络、如何互相配合工作、如何编写更专业的Dockerfile等。本文先入门为主，以后有时间再慢慢更新关于Docker的知识。
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