Docker 安装与使用概要

悠悠 2022-05-19 13:48 222阅读 0赞

Docker 是世界领先的软件容器化平台，它极大地方便了应用程序的构建、发布和运行。本文总结了 Docker 架构原理及其作用，并以 CentOS 7 环境为例，总结了 Docker 的环境搭建，镜像和容器的常用操作方法。  
  
**作者：**王克锋  
**出处：**[https://kefeng.wang/2018/07/12/docker/][https_kefeng.wang_2018_07_12_docker]  
**版权：**[自由转载-非商用-非衍生-保持署名][-_-_-]，转载请标明作者和出处。

## 1 概述 ##

官网首页: [https://www.docker.com/][https_www.docker.com]  
官方仓库: [https://hub.docker.com/][https_hub.docker.com]  
开源首页: [https://github.com/docker][https_github.com_docker]

Docker 是 PaaS 提供商 dotCloud 开源的一个基于 LXC(Linux Container) 的高级容器引擎，源代码托管在 Github 上, 基于 Go 语言并遵从 Apache2.0 协议开源。

### 1.1 传统部署方案的困惑 ###

软件部署时，很麻烦的事就是所依赖的环境的配置(操作系统、依赖的库和组件等)，常规的两种方式都有缺陷：

*  手工零星配置：繁琐且容易出错，每个部署都要重新操作无法重用；
 *  虚拟机方式(VmWare/VirualBox 等)：为了启动所开发软件的一个进程，相当于需要启动一个虚拟的操作系统，浪费资源且启动慢。

### 1.2 Docker 的优势 ###

Docker 允许开发者把应用程序、依赖环境和配置打包到一个可移植的 Docker 镜像文件中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上。基于镜像启动容器，应用程序在容器中运行，就像在真实物理机器上运行一样。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app）。容器相当于进程级别(而不是操作系统级别)的虚拟机，在传统进程的外部包装了虚拟层，传统进程通过该虚拟层虚拟地访问外部资源。由于该容器是进程级别的，不浪费资源、启动快、体积也小。

比如 Web 应用、后台应用、数据库应用、大数据应用比如 Hadoop 集群、消息队列等等都可以采用 Docker 方式部署。dotCloud 自家的 PaaS 产品就是建立在 Docker 之上。

### 1.3 Docker 的架构 ###

![framework.png][]  
镜像与容器的关系，是模板与实例的关系，相当于 Java 中的类与对象的关系。

*  Image(镜像): 作为创建容器的模板。
 *  Container(容器): 独立运行的一个或多个应用，是镜像的实例。
 *  Client(客户端): 可以是自带的 `docker` 命令，或者基于 Docker API 开发的工具，与 Docker 的守护进程(daemon)通信。
 *  Host(主机): 用于执行 Docker 守护进程和容器的机器。
 *  Registry(仓库): 用来存放镜像，可以理解为代码控制中的代码仓库。Docker Hub([https://hub.docker.com][https_hub.docker.com 1]) 提供了庞大的镜像集合供使用。
 *  Docker Machine: 是一个简化 Docker 安装的命令行工具，通过一个简单的命令行即可在相应的平台上安装 Docker。

### 1.4 Docker 的作用 ###

#### 1.4.1 使用场景 ####

*  应用的打包与部署自动化
 *  创建轻量、私用的 PAAS 环境
 *  实现自动化测试、持续集成、持续部署
 *  部署与扩展 webapp、数据库和后台服务

#### 1.4.2 支持的操作 ####

*  创建容器并把自己的应用放入容器；
 *  版本管理、复制和分享、修改；
 *  使用容器。

### 1.5 Docker 的版本 ###

与 MySQL 类似，Docker 是个开源的商业产品，有企业版(Enterprise Edition，简称为 EE)和社区版(Community Edition，简称为 CE)两个版本。  
企业版有高级功能，但要收费。通常社区版就够用了，本文以社区版为例。

## 2 Docker 的安装 ##

### 2.1 CentOS 的版本要求 ###

Docker 只能运行在64位的系统中。

*  CentOS 7 (64-bit): 系统内核版本为 3.10 以上；
 *  CentOS 6.5 (64-bit): 系统内核版本为 2.6.32-431 以上；

### 2.2 安装 Docker ###

与 MySQL 类似，Docker 是服务器/客户端架构。  
必须安装 Docker 软件包(包含服务器和客户端软件)，并启动服务器，才能使用 docker 客户端命令来创建、管理、使用 Docker 容器。  
Docker 软件包已经包含在默认的 CentOS-Extras 软件源里，可直接安装：

uname -r ## 查看内核版本(3.10.0-693.21.1.el7.x86_64)
    # sudo yum -y remove docker* ## 卸载老版本
    sudo yum -y install docker ## 安装

### 2.3 当前用户加入 Docker 用户组 ###

默认情况下，执行 docker 命令需要 sudo 权限，必须以 `sudo docker ...` 形式执行。  
为了简化命令，可把当前用户加入 Docker 用户组，就可以省略 sudo 直接执行 `docker ...`。此操作必须在 Docker 服务启动之前（否则需要重启 Docker 服务）。

sudo groupadd docker ## 添加 docker 用户组
    sudo usermod -aG docker $USER ## 当前用户加入 docker 用户组
    ## 当前用户重新登录后，所属用户组才生效
    groups ## 查看当前用户所属用户组(admin docker)

### 2.4 镜像加速 ###

相关链接: [http://www.docker-cn.com/registry-mirror][http_www.docker-cn.com_registry-mirror]  
国内网络连接 Docker 的官方仓库，慢且不稳定，可将默认仓库改成国内的镜像网站(缺点是只包含主要镜像，所以如果官方仓库可用，则可不作些调整)。

## sudo vim /etc/docker/daemon.json
    {"registry-mirrors": ["http://registry.docker-cn.com"]}
    ## 重启后生效: sudo systemctl restart docker

### 2.5 启动 Docker 服务器 ###

sudo systemctl enable docker ## 加入开机启动
    sudo systemctl start docker ## 立即启动
    ## sudo systemctl restart docker ## 立即重启
    ## sudo systemctl stop docker ## 立即停止
    ## sudo systemctl disable docker ## 禁止开机启动

### 2.6 查看 Docker 版本 ###

执行命令 `docker version`，会输出下面信息：

Client:
     Version:         1.13.1
     API version:     1.26
     Package version: docker-1.13.1-63.git94f4240.el7.centos.x86_64
     Go version:      go1.9.4
     Git commit:      94f4240/1.13.1
     Built:           Fri May 18 15:44:33 2018
     OS/Arch:         linux/amd64
    
    Server:
     Version:         1.13.1
     API version:     1.26 (minimum version 1.12)
     Package version: docker-1.13.1-63.git94f4240.el7.centos.x86_64
     Go version:      go1.9.4
     Git commit:      94f4240/1.13.1
     Built:           Fri May 18 15:44:33 2018
     OS/Arch:         linux/amd64
     Experimental:    false

## 3 镜像的使用(Image) ##

Image 镜像文件，在各机器间是通用的，拷贝过去即可使用。  
通常，为了快捷，尽量重用已有的 Image 文件，而不是自己制作。  
如果要定制，也尽量基于已有的 Image 文件调整，而不是从头开始。

为了共享，Image 文件制作完成后，可以上传到网上的仓库。  
Docker 的官方仓库 Docker Hub 是最重要、最常用的 Image 仓库。

### 3.1 使用公共镜像 ###

运行容器时，使用的镜像如果在本地中不存在，Docker 会自动从 Docker 镜像仓库中下载，默认是从 [Docker Hub][https_hub.docker.com] 公共镜像源下载。常用命令如下：

*  `docker images`: 列出本地主机上的镜像，信息项包括 REPOSITORY(远程仓库)/TAG(标签，同效于版本号，latest表示最新版本)/IMAGE ID(镜像ID)
 *  `docker search --filter "is-official=true" tomcat`: 查找匹配指定名字的镜像，其中：OFFICIAL表示是否官方发布，STARS表示点赞人次
 *  `docker pull docker.io/tomcat`: 从 registry 中拉取镜像
 *  `docker rmi -f IMAGE`: 从本地主机删除指定的镜像

### 3.2 修改公共镜像 ###

当公共镜像不能完全满足要求时，  
可以从已经创建的容器中更新镜像，  
再使用命令 `docker commit` 提交这个镜像。

### 3.3 创建全新镜像 ###

*  创建一个工作目录，在其中创建相关子目录和文件；
 *  工作目录中创建文件 Dockerfile，用来指示如何创建镜像；
 *  使用命令 `docker build` 创建镜像。

### 3.4 发布镜像 ###

把 Image 文件分享到网上，让其他人使用。  
去 [hub.docker.com][https_hub.docker.com] 或 [cloud.docker.com][] 注册一个账户。

docker login
    docker image tag [imageName] [username]/[repository]:[tag]
    docker image push [username]/[repository]:[tag]

## 4 容器的使用(Container) ##

官方文档: [https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/docker/][https_docs.docker.com_engine_reference_commandline_docker]

### 4.1 运行容器 ###

*  `docker create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]`: 新建容器
 *  `docker rm -f CONTAINER [CONTAINER...]`: 删除已创建的容器，-f可停止并删除正在运行的容器
 *  `docker start CONTAINER [CONTAINER...]`: 启动已创建的容器，保持原 \{CONTAINER-ID\} 不变
 *  `docker stop -t 10 CONTAINER [CONTAINER...]`: 停止容器，停掉前等待 10s；
 *  `docker restart -t 10 CONTAINER [CONTAINER...]`: 相当于 `docker stop` 和 `docker start` 的组合，停掉前等待 10s
 *  `docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]`: 相当于 `docker create` 和 `docker start` 的组合

### 4.2 列举进程 ###

*  `docker ps`: 查看正在运行的容器，输出容器ID、镜像名称、容器内命令、创建时间、端口映射等；
 *  `docker -a ps`: 查看创建过的所有历史容器，包括已经停止运行的；
 *  `docker ps | grep ubuntu | awk '{print $1}'`: 根据镜像名称获取容器ID。

### 4.3 容器状态 ###

*  `docker logs -tf CONTAINER`: 查看容器内的日志，显示时间戳并进入监视状态；
 *  `docker top CONTAINER`: 查看容器内正在运行的进程；
 *  `docker stats [CONTAINER...]`: 查看容器运行状态
 *  `docker inspect CONTAINER`: 查看容器底层信息
 *  `docker port CONTAINER`: 查看容器的端口映射；

### 4.4 run 命令详解 ###

完整格式：`docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]`

#### 4.4.1 短暂性运行容器 ####

docker run ubuntu /bin/echo "Hello world" ## 显示信息 "Hello world"

根据指定的镜像名称，先在本地主机查找镜像(若不存在，则从镜像仓库 Docker Hub 下载公共镜像)，然后创建容器。  
镜像名称后面的内容，是要在容器里执行的命令。

#### 4.4.2 交互式运行容器 ####

docker run -it ubuntu /bin/bash

可运行容器，并在其命令行提示符下执行交互操作。  
可以通过运行 exit 命令或者使用 CTRL+D 来退出容器。

*  参数 -i: 与容器内的STDIN进行交互
 *  参数 -t: 新容器内指定一个终端

#### 4.4.3 后台模式运行容器 ####

docker run -dp 8000:8080 ubuntu /bin/sh -c "while true; do echo hello world; sleep 1; done"

该命令以后台形式运行，相应日志需要借助于 `docker ps` 和 `docker logs` 查看。

*  参数 -d: 让容器在后台运行。
 *  参数 -p: 将容器内部使用的网络端口(8000)映射到我们使用的主机端口(8080)。

## 5 Docker 私服 ##

与 Maven 类似，除了使用官方的公共仓库，自己也可以搭建私有仓库。以便加快镜像的下载速度。  
参考文档：[https://www.jianshu.com/p/74d7fa242936][https_www.jianshu.com_p_74d7fa242936]

[https_kefeng.wang_2018_07_12_docker]: https://kefeng.wang/2018/07/12/docker/
[-_-_-]: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.zh
[https_www.docker.com]: https://www.docker.com/
[https_hub.docker.com]: https://hub.docker.com/
[https_github.com_docker]: https://github.com/docker
[framework.png]: /images/20220519/3b9943a9253545b083ae141939157fdb.png
[https_hub.docker.com 1]: https://hub.docker.com
[http_www.docker-cn.com_registry-mirror]: http://www.docker-cn.com/registry-mirror
[cloud.docker.com]: https://cloud.docker.com/
[https_docs.docker.com_engine_reference_commandline_docker]: https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/docker/
[https_www.jianshu.com_p_74d7fa242936]: https://www.jianshu.com/p/74d7fa242936