Docker 的安装与使用

sunbin

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docker

What is Docker?

Docker 就是容器(类似虚拟机), 在很多人眼里, Docker 就是这么一个印象
在这之前, 我也是这样认为的

事实上, Docker 不仅仅是容器, 它是一系列 Docker 组件的集合, 包括 :

Docker 客户端和服务端
Docker 镜像
Docker 容器
Docker Registry

官方文档说 :

Docker allows you to package an application with all of its dependencies into a standardized unit for software development.

简而言之, Docker 可以打包应用以及相关依赖到一个相对独立的单元( Docker 镜像)

因此, 我们只需要构建一次 Docker 镜像, 就可以在以后的开发和部署环境中保证一致的应用运行环境
从而避免环境不一致引发应用的兼容性错误
(前提是宿主机上已经安装了 Docker)

安装

Mac OS X

Mac OS 下安装见这里: https://docs.docker.com/engine/installation/mac/

Windows

Windows 下安装见这里 : https://docs.docker.com/engine/installation/windows/

Linux

Docker 支持多种 Linux 的发行版本的安装
具体见这里 : https://docs.docker.com/engine/installation/linux/

非 root 用户使用 docker

假如你想以非 root 用户的身份使用 docker , 你应该考虑添加你的用户到 docker 用户组
命令如下 :

$ sudo usermod -aG docker your-user

记住 : 只有 log out, 然后 back in 才能使之生效

Docker 基本命令

Docker 容器

查看 docker 是否存在
```
 $ sudo docker info
```
返回所有容器和镜像的数量, 以及 docker 所使用的执行驱动和存储驱动
创建和启动容器, 并运行指定命令
```
 $ sudo docker run  ubuntu ls
```
docker run 命令首先在本地寻找命令指定的镜像 ubuntu
假如没有找到, 那么会在 Docker 官方维护的 Docker Hub Registry 上寻找,一旦找到镜像, 就会下载该镜像并存储到本地
接着, docker run 会以此镜像为基础, 创建并启动一个容器
最后在容器中执行命令 ls

创建一个具有交互 Shell 的容器
```
 $ sudo docker run -i -t ubuntu /bin/bash
```
-i 保证容器中 STDIN 是开启的
-t 告诉 Docker 为创建的容器分配一个伪 tty 终端
然后指定运行命令 /bin/bash, 这样新创建的容器才会有一个交互式的 shell

如果通过管道与 shell 进行交互,仅仅使用 -i
```
 echo "Hello,world" | sudo docker run -i ubuntu cat
```
为容器指定主机名 :
```
 $ sudo docker run --rm -h MwumLi ubuntu hostname
 MwumLi
```
-h 或者 --hostname 指定容器的主机名

端口映射 :

 # 随机分配宿主机的端口到 docker 指定端口
 # 从宿主机的端口 `49153~65535` 中随机选一个映射到容器的 80 端口  
 $ sudo docker -d -p 80 ubuntu nginx -g "daemon off;"
 
 # 指定容器与宿主机之间的端口映射关系 `-p 宿主端口:容器端口`  
 # 把宿主机的 8080 端口映射到 Docker 容器的 80 端口上  
 $ sudo docker -d -p 8080:80 ubuntu nginx -g "daemon off;"

-p 指定要暴露的容器端口号, 这个端口号是创建镜像的时候使用 EXPOSE 指定的端口号(EXPOSE 可以指定多次)

查看容器 ps
docker ps – 列出当前处于运行状态的 docker container
docke ps -l – 列出最后一次运行的容器(包括正在运行和已停止)
docker ps -a – 列出所有的容器（包括正在运行和已停止的）
docker ps -n x – 列出最后 X 个容器(包括运行和停止)
为容器命名 --name
```
 $ docker run --name your-name -i -t ubuntu bash
```
这会创建一个容器名为 your-name 的容器
如果你不使用 --name 指定，它会随机生成一个名字
名称必须在当前环境唯一，如果已经存在同名容器，那么会创建失败, 除非删除原有的容器

重新启动已经停止的容器 :

 $ sudo docker start container_name/container_id
 $ sudo docker restart container_name/container_id

附着到容器的会话中 :
```
 $ sudo docker attach container_name/container_id
```
(你可能还需要按下回车键才能进入会话)
这个和 tmux attach 很相似, 都是重新进入之前的会话

创建一个守护式容器

 $ sudo docker run -d  --name mwum-daemon ubuntu /bin/sh -c "while true; do echo hello,world!; sleep 1; done"

-d 表示后台运行

查看容器日志 logs

$ sudo docker logs container_name/container_id

如果想监控 docker 的日志, 和 tail -f 命令非常相似,按 Ctrl+C 退出日志跟踪

$ sudo docker logs -f container_name/container_id

查看最后 10 行内容 :

$ sudo docker logs --tail 10 container_name/container_id

始终读取最新 10 行日志 :

$ sudo docker logs --tail 10 -f container_name/container_id

查看容器内部的进程 :

$ sudo docker top container_name/container_id

在运行状态的容器内部运行新进程 :

# 在 docker 容器内部建了个新文件 /etc/new_file
$ sudo docker exec -d container_name/container_id touch /etc/new_file             

# 启动交互式shell
$ sudo docker exec -i -t container_name/container_id bash

停止容器

$ sudo docker stop container_name/container_id        # 发送 SIGTERM 信号
$ sudo docker kill container_name/container_id        # 发送 SIGKILL 信号(快速停止容器)

stop 和 kill 都是通过发送信号来实现停止容器
kill -s 指定发送的信号

自动重启容器 --restart

# 无论容器退出代码是什么，都会一直重启
$ sudo docker run --restart=always -d ubuntu command          
	
# 当容器退出代码为非0时，才会自动重启  
$ sudo docker run --restart=on-failure -d ubuntu command  


# 当容器退出代码为非0时，Docker 会尝试重启该容器, 最多重启 5 次  
$ sudo docker run --restart-on-failure:5 -d ubuntu command

获取某个容器的详细信息 inspect

$ sudo docker inspect container_name/container_id
$ sudo docker inspect --format='' container_name/container_id     # 返回是否运行, --format 可用来选择查询

一次也可指定多个容器
--format 可以指定打印某一项信息

删除容器

# 容器必须是停止运行状态
$ sudo docker rm container_name/container_id

Docker 镜像的命令

列出镜像

 $ sudo docker images  # 列出所有的镜像

删除镜像

 $ sudo docker rmi image_name/image_id 
 # 删除所有的镜像
 $ sudo docker rmi `docker images -a -q`

镜像删除之前, 必须保证没有使用此镜像的容器; 否则, 删除失败

拉取仓库中的镜像(比如Ubuntu)

 # 会把顶级仓库中所有 ubuntu 镜像拉下来
 $ sudo docker pull ubuntu     
 # 会把顶级仓库中 tag 为 12.04 的 ubuntu 镜像拉取下来  
 $ sudo docker pull ubuntu:12.04

搜索镜像(仓库名或用户名)
```
 $ sudo docker search chef
```
查看镜像详细情形 :
```
 $ sudo docker inspect image
```
查看镜像的构建历史 :
```
 $ sudo docker history image
```

构建镜像

这里所说的构建镜像不是真正的创建镜像, 而是基于一个已有的基础镜像构建镜像而已
如果想从零开始, 那么参考 : https://docs.docker.com/engine/userguide/eng-image/baseimages/

两种构建办法 :

使用 docker commit
使用 docker build 配合 Dockerfile 文件
Docker hub 与 Github 的自动化构建(请自行搜索)

登录 Docker Registry

对于一般用户来说，我们都会选择使用 Docker 公司提供的 Registry : Docker Hub 来作为我们的远程 docker 仓库
因此，需要注册一个 Docker Hub 账户

命令行登录 Docker Hub : sudo docker login

认证信息会保存在 ~/.docker/config.json, 以共后面推送使用

命令行退出 Docker hub : sudo docker logout

docker commit

创建一个具有命令交互式的容器
在其中修改某些东西后, 安装新软件、修改配置等, 然后 exit

把当前已修改容器打包成镜像 :

 $ sudo docker commit container username/repository_name
 # 可以指定一些描述信息 :  
 $ sudo docker commit -m "new custom images" --author="MwumLi" container username/repository_name

提交过程暂停容器

 $ docker commit --pause=false <container_id> .

在一个运行中的容器中执行提交动作是不被推荐的，这会导致文件处于不一致的状态
现在你可以在提交过程中暂停容器的运行

docker build

docker build 指令需要配合一个 Dockerfile 文件
Dockerfile 是对一个构建过程的描述, 类似于 Vagrant 的 Vagrantfile
只要建立这个文件，再加上要求的基础镜像, 使用 docker build 命令就可以构建出一个新的镜像

新建目录 static_web,进入目录，新建文件Dockerfile
```
 $ mkdir static_web && cd static_web && touch Dockerfile
```
这个目录会存储你的构建上下文, 构建的时候，Docker 的守护进程就可以访问到这个目录下的文件了
根据需求, 在 Dockefile 中写上你的指令
Dockefile 指令看目录 : Dockefile

开始构建 :

 static_web $ sudo docker build -t="username/repository_name:tag" .

不使用构建缓存 :

 static_web $ sudo docker build --no-cache -t="username/repository_name:tag"

新建 .dockerignore, 在里面添加不需要发送给 docker daemon 的文件, 类似于 .gitignore
在构建开始时中,会首先把构建目录下的所有文件发送给 docker daemon
我们可以指定某些文件不用被发送到 docker daemon, 这样可以加快构建速度

构建缓存是什么

构建过程是一步一步的, 每一条指令的执行都会进行一次提交, 这样会形成一系列镜像层

修改 Dockerfile 中某条指令后再次构建, 那条指令之前的指令就不需要再次执行

这就是构建缓存

构建缓存可以说是加快了我们重新构建镜像的速度

Dockefile

使用数组方式作为命令的参数的时候，请使用双引号，不要使用单引号

# 指定基础镜像
FROM ubuntu:14.04  
# 触发器
# 当此镜像作为基础镜像构建新镜像的时候,执行下面 ONBUILD 紧跟的 ADD 命令
# 但是构建生成的子镜像作为基础镜像构建新的镜像的时候, 就不在起作用
# 在子镜像构建过程中紧跟 FROM 指令之后执行
ONBUILD ADD . /app/src

# 添加镜像作者以及email等信息
MAINTAINER MwumLi mwumli@hotmail.com

# 添加环境变量 refreshed
ENV refreshed 2016-03-02

# 指定卷  
# 具体见下文 : 数据共享
VOLUME /opt/data

# 指定镜像会以什么样的用户执行
# 有以下 6 种使用方式
# 默认用户为 root
USER user
USER user:group
USER uid
USER uid:gid
USER user:gid
USER uid:group

# ADD 和 COPY 指令用来把构建上下文目录下的东西复制到镜像中  
# 区别在于 ADD 在复制压缩文件时, 会自动解压  

# 指定镜像构建时要运行的命令: 命令会被执行成 `bash -c "apt-get update"`
# 更新了软件源
RUN apt-get update

# 指定构建时要运行的命令: 命令会直接执行 
# 推荐这种方式, 之后的 CMD 指定也推荐这种语法
# 安装 nginx
RUN ["apt-get", "install", "nginx"]

# 告诉 Docker 80 端口将会被容器的应用程序所使用
# 可以指定多次来指定多个端口
# 但 Docker 并不会自动打开这些端口, 需要在使用 docker run 的使用 -p 参数来指定      
EXPOSE 80

# 指定容器被启动时要运行命令  
# 如果 `docker run` 并没有指定要运行的命令，那么会运行 CMD 指定的命令
# 如果 `docker run` 指定运行的命令，那么就执行指定的命令，CMD 就会被忽略
# CMD 只能指定一条运行的命令，如果指定多次，以最后一次为准  
# 默认输出 "Welcome, Here is docker"
CMD ["echo", "Welcome, Here is docker"]

# 指定容器被启动时要运行的执行
# 但这个和 CMD 有点不一样  
# 如果 `docker run` 命令指定运行的命令，指定命令会被添加到把 ENTRYPOINT 所有参数后面执行
# 如果没有指定, 会把 CMD 中指定的参数添加到 ENTRYPOINT 中参数末尾执行
ENTRYPOINT ["echo", "进入点"]
CMD ["cmd 作为 ENTRYPOINT 参数"]

# 更改工作目录
# WORKDIR 命令之后的命令执行都在这个 WORKDIR 指定目录下
# 包括最终容器的工作目录(不是用户主目录)
# 默认在 `/root` 下
WORKDIR /home
RUN mkdir MwumLi

VOLUME 与数据共享

VOLUME 是 Dockerfile 中的指令, 用来在 docker 中指定一个卷

Docker 中的卷类似于虚拟机共享文件夹的概念
因此可以通过卷来实现 docker 容器之间, docker 容器与宿主机之间的数据共享

容器与宿主机

通过指定卷来实现容器与宿主机之间的数据共享

有两种方式指定卷 :

在 Dockerfile 使用 VOLUME 指令 : VOLUME /opt/data
使用此 Dockerfile 构建镜像, 并以此镜像创建的容器, 会自动在宿主机的 /var/lib/docker/volumes/ 下新建一个文件夹(文件夹名是一串随机字符串)
这个文件夹会被挂载在这个容器的 /opt/data 下
如果 /opt/data 不存在, 那么会自动创建
当使用 docker run --rm 创建容器的时候, 一旦容器停止, 会自动删除容器及其卷

命令行中使用 -v 参数

 # 这种方式和 `VOLUME` 指令的效果一样
 $ sudo docker run -it -v /opt/data ubuntu bash

 # 宿主机当前目录下的 `data/` 被挂载到容器 `/opt/data` 下
 $ sudo docker run -it -v $PWD/data:/opt/data ubuntu bash

容器之间

容器之间只要共享卷, 就可以实现数据共享

使用 --volumes-from :

$ docker run -it --volumes-from container debian /bin/bash

这样创建的容器会共享容器 container 的卷, 达到了数据共享的目的

容器互联

Docker 想要达到的目标是一个容器最好只允许运行一个应用
然而目前互联网的应用都是多个应用组合在一起的应用程序栈

因此，我们需要让每个 docker 容器运行一个单独的应用(比如nginx, mysql, redis 等), 然后通过某种技术实现容器间的互联

docker 局域网

在安装 Docker 时, 会创建一个新的网络接口 docker0
每个 docker 容器都会在这个接口上分配一个 ip 地址
接口 docker0 是一个虚拟的以太网桥, 用于连接容器和本地宿主网络

如果进一步查看 Docker 宿主机的其他网络接口, 会发现一系列以 veth* 接口

Docker 每创建一个容器就会创建一组互联的网络接口,这组接口就像管道的两端
这组接口其中一端作为容器里的 eht0 接口
而另一端命名为 veth*, 作为宿主机的一个端口
这个虚拟网线一端插在名为 docker0 的网桥上, 另一端插在容器里

通过把每个 veth* 接口绑定到 docker0 网桥, Docker 创建了一个虚拟子网
这个子网由宿主机和所有的 docker 容器共享

link 互联

从上面我们可以得到一个结论 : 宿主机和docker 容器组成了一个虚拟子网, 在这个子网内可以互相访问

那么互联的方案就可以得到 : 直接通过子网 IP 相互访问

但是这样存在这么几个问题 :

应用程序需要对容器的 IP 做硬编码
如果重启容器, Docker 会改变容器的 IP 地址

因此, 这种方案并不时最好的方案

docker 提供了一个参数 --link, 使用 --link 实现容器间的互联 :

$ sudo docker run --rm -it --name juan  --link redis:db ubuntu:14.04 bash

这样创建的容器与 redis 容器连接起来, redis 被称为子容器, 而新创建的这个 juan 容器被称为父容器
在父容器内部, 会形成这样两个动态更新的信息 :

/etc/hosts 文件, 发现 db(与命令行 db 对应)对应一个 ip 地址, 即子容器的地址
使用 env | grep DB(DB 与命令行 db 大写对应) 可以看到与子容器相关的ip、端口环境变量

当被子容器重启，一旦 ip 地址发生变化，会自动更新链接容器中的 host 以及环境变量

通过这些信息, 我们就可以实现父子容器之间的通信, 并且避免了硬编码的问题以及 IP 地址改变的问题

由于安全原因, 可以强制 Docker 只允许有连接的容器之间互相通信
需要在启动 Docker 守护进程时加上 --icc=false 的标志，就会关闭所有没有连接的容器间的通信

一些概念

Docker 是一系列 Docker 组件的集合, 是一个统称
Docker 是一个 C/S 架构的程序
Docker 服务端 : 一个守护进程, 管理容器以及响应 Docker 客户端的请求
Docker 客户端 : 一个命令行工具, 用户通过它与 Docker 服务端交互, 来操纵和查看容器
Docker 镜像 : 类似于操作系统镜像, 可以通过多种方式构建
Docker 容器 : 类似一个虚拟机, Docker 镜像运行在 Docker 容器中, 形成一个完整的隔离化的应用程序运行环境
Docker Registry : 类似于 git 服务器一样的存在, 代码是开源的，你可以搭建自己的私有 Registry
Docker Hub : 类似于 Github 一样的存在, 是 Docker 公司搭建的 Docker Registry 服务, 和 Github 一样公共,免费
Docker 仓库: 类似于 Github 上的一个个项目一样
Docker 仓库下可以有很多镜像 : 类似同一个 Git 项目的不同 Tag 一样, Docker 仓库下的不同镜像是靠 tag 来区分的
Docker 用户仓库命名 : username/repository_name
Docker 顶层仓库 : repository_name, 只包含仓库名, 顶层仓库是由 Docker 公司和选定的能提供优质基础镜像的厂商管理
用户通常基于这些基础镜像构建自己的镜像
同时顶层仓库也代表个厂商和 docker 公司的一种承诺, 即顶层仓库中的镜像是架构良好、安全且最新的
某个具体的 Docker 镜像 :
用户仓库 : username/repository_name:tag
顶层仓库 : repository_name:tag
Docker 的镜像的构建和 git 仓库代码提交类似, 同样有 commit, push, pull 等操作，学习过程中可以类比来看

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