Docker学习之路(一)

Docker学习之路(一)

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Docker 新手学习历程

本文记录的是作为一个新手,先在此感谢我在学习过程中参阅的诸多文档和教程,与此同时本文结尾也会列出了参考文献的链接。此将记录我从无到有的学习历程!
如果文中有描述不清楚的地方,请评论告知;文中难免存在错误与疏漏的地方,也请多多指教。以下开始正文。
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一、Docker简介

1.1、Docker初认识

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,它是基于dotCloud 公司多年云服务技术的一次革新,并于 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 项目后来还加入了 Linux 基金会,并成立推动 开放容器联盟(OCI)

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Docker架构

Docker使用 Google 公司推出的 Go 语言 进行开发实现,基于 Linux 内核的 cgroup,namespace,以及 OverlayFS 类的 Union FS 等技术,对进程进行封装隔离,属于操作系统层面的虚拟化技术。由于隔离的进程独立于宿主和其它的隔离的进程,因此也称其为容器Docker在容器的基础上,进行了进一步的封装,从文件系统、网络互联到进程隔离等等,极大的简化了容器的创建和维护。使得Docker技术比虚拟机技术更为轻便、快捷。

1.2、Docker与传统虚拟机的区别及特点

1.2.1、区别

传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后,在其上运行一个完整操作系统,在该系统上再运行所需应用进程;而容器内的应用进程直接运行于宿主的内核,容器内没有自己的内核,而且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更为轻便。

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传统虚拟机

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Docker

1.2.2、特点

一、更快的启动速度:

因为 Docker 直接运行于宿主内核,无需启动完整的操作系统,因此启动速度属于秒级别,而虚拟机通常需要几分钟去启动。大大的节约了开发、测试、部署的时间。

二、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。

三、持续交付与部署:

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。

四、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。

五、更轻松的维护与扩展:

Docker 使用的分层存储以及镜像的技术,使得应用重复部分的复用更为容易,也使得应用的维护更新更加简单,基于基础镜像进一步扩展镜像也变得非常简单。此外,Docker 团队同各个开源项目团队一起维护了一大批高质量的 官方镜像,既可以直接在生产环境使用,又可以作为基础进一步定制,大大的降低了应用服务的镜像制作成本。

六、更高效的资源利用率:

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。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。

七、更弱的隔离性:

Docker 属于进程之间的隔离,虚拟机可实现系统级别隔离。

八、更弱的安全性:

Docker 的租户 root 和宿主机 root 等同,一旦容器内的用户从普通用户权限提升为 root 权限,它就直接具备了宿主机的 root 权限,进而可进行无限制的操作。虚拟机租户 root 权限和宿主机的 root 虚拟机权限是分离的,并且利用硬件隔离技术可以防止虚拟机突破和彼此交互,而容器至今还没有任何形式的硬件隔离,这使得容器容易受到攻击。

二、基本概念

2.1、Docker 包括三个基本概念

  • 镜像(Image)
  • 容器(Container)
  • 仓库(Repository)

详细介绍可以移Docker 从入门到实践 对应章节。
理解了这三个概念,就理解了 Docker 的整个生命周期。

2.2、Docker 三剑客

1、docker-compose:

Docker 镜像在创建之后,往往需要自己手动 pull 来获取镜像,然后执行 run 命令来运行。当服务需要用到多种容器,容器之间又产生了各种依赖和连接的时候,部署一个服务的手动操作是令人感到十分厌烦的。

dcoker-compose 技术,就是通过一个 .yml 配置文件,将所有的容器的部署方法、文件映射、容器连接等等一系列的配置写在一个配置文件里,最后只需要执行 docker-compose up 命令就会像执行脚本一样的去一个个安装容器并自动部署他们,极大的便利了复杂服务的部署。

2、docker-machine:

Docker 技术是基于 Linux 内核的 cgroup 技术实现的,那么问题来了,在非 Linux 平台上是否就不能使用 docker 技术了呢?答案是可以的,不过显然需要借助虚拟机去模拟出 Linux 环境来。

docker-machine 就是 docker 公司官方提出的,用于在各种平台上快速创建具有 docker 服务的虚拟机的技术,甚至可以通过指定 driver 来定制虚拟机的实现原理(一般是 virtualbox)。

3、docker-swarm:

swarm 是基于 docker 平台实现的集群技术,他可以通过几条简单的指令快速的创建一个 docker 集群,接着在集群的共享网络上部署应用,最终实现分布式的服务。

三、安装

Docker 按版本划分,可以区分为 CE 和 EE。CE 即社区版(免费,支持周期三个月),EE 即企业版,强调安全,付费使用。

警告:切勿在没有配置 Docker YUM 源的情况下直接使用 yum 命令安装 Docker.

3.1、准备工作

3.1.1、系统要求

Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7,并且要求内核版本不低于 3.10。 CentOS 7 满足最低内核的要求,但由于内核版本比较低,部分功能(如 overlay2 存储层驱动)无法使用,并且部分功能可能不太稳定。

3.1.2、卸载旧版本

旧版本的 Docker 称为 docker 或者 docker-engine,使用以下命令卸载旧版本:

$ 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

3.2、使用 yum 安装 Docker CE

1,root账户登录,查看内核版本如下

(base) [root@qi ~]# uname -a
Linux qi 3.10.0-1062.18.1.el7.x86_64 #1 SMP Tue Mar 17 23:49:17 UTC 2020 86_64 GNU/Linux

2,把yum包更新到最新

(base) [root@qi ~]# yum update
Loaded plugins: fastestmirror, product-id, search-disabled-repos, subscri

This system is not registered with an entitlement server. You can use suber to register.

Loading mirror speeds from cached hostfile
 * base: mirror.bit.edu.cn
 * epel: mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn
 * extras: mirror.bit.edu.cn
 * updates: mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn
No packages marked for update

(期间要选择确认,输入 y 即可)

3,安装需要的软件包, yum-util 提供yum-config-manager功能,另外两个是devicemapper驱动依赖的

(base) [root@qi ~]# yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
Loaded plugins: fastestmirror, product-id, search-disabled-repos, subscri

This system is not registered with an entitlement server. You can use suber to register.

Loading mirror speeds from cached hostfile
 * base: mirror.bit.edu.cn
 * epel: mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn
 * extras: mirror.bit.edu.cn
 * updates: mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn
Package yum-utils-1.1.31-54.el7_8.noarch already installed and latest ver
Package device-mapper-persistent-data-0.8.5-2.el7.x86_64 already installersion
Package 7:lvm2-2.02.186-7.el7_8.2.x86_64 already installed and latest ver
Nothing to do

4,设置yum源(选择其中一个)

yum-config-manager --add-repo http://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo(中央仓库)

yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo(阿里仓库)

(base) [root@qi ~]# yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.cnux/centos/docker-ce.repo
Loaded plugins: fastestmirror, product-id, subscription-manager

This system is not registered with an entitlement server. You can use suber to register.

adding repo from: http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker
grabbing file http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.m.repos.d/docker-ce.repo
repo saved to /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

5,可以查看所有仓库中所有docker版本,并选择特定版本安装

(base) [root@qi ~]#  yum list docker-ce --showduplicates | sort -r
 * updates: mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn
This system is not registered with an entitlement server. You can use subscription-manager to register.
              : manager
Loading mirror speeds from cached hostfile
Loaded plugins: fastestmirror, product-id, search-disabled-repos, subscription-
 * extras: mirror.bit.edu.cn
 * epel: mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn
docker-ce.x86_64            3:19.03.9-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:19.03.8-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:19.03.7-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:19.03.6-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:19.03.5-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:19.03.4-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:19.03.3-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:19.03.2-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:19.03.1-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:19.03.10-3.el7                    docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:19.03.0-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:18.09.9-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:18.09.8-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:18.09.7-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:18.09.6-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:18.09.5-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:18.09.4-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:18.09.3-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:18.09.2-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:18.09.1-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            3:18.09.0-3.el7                     docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            18.06.3.ce-3.el7                    docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            18.06.2.ce-3.el7                    docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            18.06.1.ce-3.el7                    docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            18.06.0.ce-3.el7                    docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            18.03.1.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            18.03.0.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.12.1.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.12.0.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.09.1.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.09.0.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.06.2.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.06.1.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.06.0.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.03.3.ce-1.el7                    docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.03.2.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.03.1.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
docker-ce.x86_64            17.03.0.ce-1.el7.centos             docker-ce-stable
 * base: mirror.bit.edu.cn
Available Packages

6,安装Docker,命令:yum install docker-ce-版本号,我选的是docker-ce-18.03.1.ce,如下

(base) [root@qi ~]# yum install docker-ce-18.03.1.ce
Loaded plugins: fastestmirror, product-id, search-disabled-repos,
              : subscription-manager

This system is not registered with an entitlement server. You can use subscription-manager to register.

(期间要选择确认,输入 y 即可)
7, 启动Docker,命令:systemctl start docker,然后加入开机启动,如下

(base) [root@qi ~]# systemctl start docker
(base) [root@qi ~]# systemctl enable  docker
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service to /usr/lib/systemd/system/docker.service.

8,查看Docker版本,如下:

(base) [root@qi ~]# docker version
Client:
 Version:      18.03.1-ce
 API version:  1.37
 Go version:   go1.9.5
 Git commit:   9ee9f40
 Built:        Thu Apr 26 07:20:16 2018
 OS/Arch:      linux/amd64
 Experimental: false
 Orchestrator: swarm

Server:
 Engine:
  Version:      18.03.1-ce
  API version:  1.37 (minimum version 1.12)
  Go version:   go1.9.5
  Git commit:   9ee9f40
  Built:        Thu Apr 26 07:23:58 2018
  OS/Arch:      linux/amd64
  Experimental: false

9,使用docker命令

(base) [root@qi ~]# docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE

3.3、建立docker用户组

默认情况下,docker 命令会使用 Unix socket 与 Docker 引擎通讯。而只有 root 用户和 docker 组的用户才可以访问 Docker 引擎的 Unix socket。出于安全考虑,一般 Linux 系统上不会直接使用 root 用户。因此,更好地做法是将需要使用 docker 的用户加入 docker 用户组。

3.3.1、建立 docker 组:

$ sudo groupadd docker

若已经分组,则直接加入docker组就行。
3.3.2、加入docker组:

$ sudo usermod -aG docker $USER

退出当前终端并重新登录,进行如下测试。

3.4、测试 Docker 是否安装正确

(base) [root@qi ~]# docker run hello-world
Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
0e03bdcc26d7: Pull complete 
Digest: sha256:6a65f928fb91fcfbc963f7aa6d57c8eeb426ad9a20c7ee045538ef34847f44f1
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

To generate this message, Docker took the following steps:
 1. The Docker client contacted the Docker daemon.
 2. The Docker daemon pulled the "hello-world" image from the Docker Hub.
    (amd64)
 3. The Docker daemon created a new container from that image which runs the
    executable that produces the output you are currently reading.
 4. The Docker daemon streamed that output to the Docker client, which sent it
    to your terminal.

To try something more ambitious, you can run an Ubuntu container with:
 $ docker run -it ubuntu bash

Share images, automate workflows, and more with a free Docker ID:
 https://hub.docker.com/

For more examples and ideas, visit:
 https://docs.docker.com/get-started/

若能正常输出以上信息,则说明安装成功。

一些常用Docker命令,更多命令详解,请访问:http://www.docker.org.cn/dockerppt/106.html:

  • docker ps 查看当前正在运行的容器

  • docker ps -a 查看所有容器的状态

  • docker start/stop id/name 启动/停止某个容器

  • docker attach id 进入某个容器(使用exit退出后容器也跟着停止运行)

  • docker exec -ti id 启动一个伪终端以交互式的方式进入某个容器(使用exit退出后容器不停止运行)

  • docker images 查看本地镜像

  • docker rm id/name 删除某个容器

  • docker rmi id/name 删除某个镜像

  • docker run --name test -ti ubuntu /bin/bash  复制ubuntu容器并且重命名为test且运行,然后以伪终端交互式方式进入容器,运行bash

  • docker build -t soar/centos:7.1 .  通过当前目录下的Dockerfile创建一个名为soar/centos:7.1的镜像

  • docker run -d -p 2222:22 --name test soar/centos:7.1  以镜像soar/centos:7.1创建名为test的容器,并以后台模式运行,并做端口映射到宿主机2222端口,P参数重启容器宿主机端口会发生改变

参考

Centos7下安装Docker(详细安装教程)
Docker —— 从入门到实践
Docker 学习新手笔记:从入门到放弃