Docker简介

什么是虚拟化

在计算机中，虚拟化（英语：Virtualization）是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式，地域或物理组态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料存储。

在实际的生产环境中，虚拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件产能过低的重组重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理硬件对资源充分利用。

虚拟化技术种类很多，例如：软件虚拟化、硬件虚拟化、内存虚拟化、网络虚拟化(vip)、桌面虚拟化、服务虚拟化、虚拟机等等。

什么是Docker

Docker 是一个开源项目，诞生于 2013 年初，最初是 dotCloud 公司内部的一个业余项目。它基于 Google 公司推出的 Go 语言实现。 项目后来加入了 Linux 基金会，遵从了 Apache 2.0 协议，项目代码在GitHub上进行维护。

Docker 自开源后受到广泛的关注和讨论，以至于 dotCloud 公司后来都改名为 Docker Inc。Redhat 已经在其 RHEL6.5 中集中支持 Docker；Google 也在其 PaaS 产品中广泛应用。

Docker 项目的目标是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案。 Docker 的基础是 Linux 容器（LXC）等技术。

在 LXC 的基础上 Docker 进行了进一步的封装，让用户不需要去关心容器的管理，使得操作更为简便。用户操作 Docker 的容器就像操作一个快速轻量级的虚拟机一样简单。

为什么选择Docker

1、上手快：用户只需要几分钟，就可以把自己的程序“Docker化”。Docker依赖于“写时复制”（copy-on-write）模型，使修改应用程序也非常迅速，可以说达到“随心所致，代码即改”的境界。随后，就可以创建容器来运行应用程序了。大多数Docker容器只需要不到1秒中即可启动。由于去除了管理程序的开销，Docker容器拥有很高的性能，同时同一台宿主机中也可以运行更多的容器，使用户尽可能的充分利用系统资源。

2、职责的逻辑分类：使用Docker，开发人员只需要关心容器中运行的应用程序，而运维人员只需要关心如何管理容器。Docker设计的目的就是要加强开发人员写代码的开发环境与应用程序要部署的生产环境一致性。从而降低那种“开发时一切正常，肯定是运维的问题（测试环境都是正常的，上线后出了问题就归结为肯定是运维的问题）”。

3、快速高效的开发生命周期：Docker的目标之一就是缩短代码从开发、测试到部署、上线运行的周期，让你的应用程序具备可移植性，易于构建，并易于协作。（通俗一点说，Docker就像一个盒子，里面可以装很多物件，如果需要这些物件的可以直接将该大盒子拿走，而不需要从该盒子中一件件的取。）

4、鼓励使用面向服务的架构：Docker还鼓励面向服务的体系结构和微服务架构。Docker推荐单个容器只运行一个应用程序或进程，这样就形成了一个分布式的应用程序模型，在这种模型下，应用程序或者服务都可以表示为一系列内部互联的容器，从而使分布式部署应用程序，扩展或调试应用程序都变得非常简单，同时也提高了程序的内省性。（当然，可以在一个容器中运行多个应用程序）

Docker和虚拟机比较

下面的图片比较了Docker和传统虚拟化方式的不同之处，可见容器是在操作系统层面上实现虚拟化，直接复用本地主机的操作系统，而传统方式则是在硬件层面实现。

与传统的虚拟机相比，Docker又是体现为启动速度快、占用体积小。

使用上的区别如下图：

Docker组件

Docker是一个客户端-服务器（C/S）架构程序。Docker客户端只需要向Docker服务器或者守护进程发出请求，服务器或者守护进程将完成所有工作并返回结果。Docker提供了一个命令行工具Docker以及一整套RESTful API。你可以在同一台宿主机上运行Docker守护进程和客户端，也可以从本地的Docker客户端连接到运行在另一台宿主机上的远程Docker守护进程。

Docker服务器与客户端

Docker是一个客户端-服务器（C/S）架构程序。Docker客户端只需要向Docker服务器或者守护进程发出请求，服务器或者守护进程将完成所有工作并返回结果。Docker提供了一个命令行工具Docker以及一整套RESTful API。你可以在同一台宿主机上运行Docker守护进程和客户端，也可以从本地的Docker客户端连接到运行在另一台宿主机上的远程Docker守护进程。

Docker镜像与容器

镜像是构建Docker的基石。用户基于镜像来运行自己的容器。镜像也是Docker生命周期中的“构建”部分。镜像是基于联合文件系统的一种层式结构，由一系列指令一步一步构建出来。例如：添加一个文件、执行一个命令、打开一个窗口。也可以将镜像当作容器的“源代码”。镜像体积很小，非常“便携”，易于分享、存储和更新。

Docker可以帮助你构建和部署容器，你只需要把自己的应用程序或者服务打包放进容器即可。容器是基于镜像启动起来的，容器中可以运行一个或多个进程。我们可以认为，镜像是Docker生命周期中的构建或者打包阶段，而容器则是启动或者执行阶段。  容器基于镜像启动，一旦容器启动完成后，我们就可以登录到容器中安装自己需要的软件或者服务。　

所以Docker容器就是：一个镜像格式，一些列标准操作，一个执行环境。

Docker借鉴了标准集装箱的概念。标准集装箱将货物运往世界各地，Docker将这个模型运用到自己的设计中，唯一不同的是：集装箱运输货物，而Docker运输软件。

和集装箱一样，Docker在执行上述操作时，并不关心容器中到底装了什么，它不管是web服务器，还是数据库，或者是应用程序服务器什么的。所有的容器都按照相同的方式将内容“装载”进去。

Docker也不关心你要把容器运到何方：我们可以在自己的笔记本中构建容器，上传到Registry，然后下载到一个物理的或者虚拟的服务器来测试，在把容器部署到具体的主机中。像标准集装箱一样，Docker容器方便替换，可以叠加，易于分发，并且尽量通用。

Registry（注册中心）

Docker用Registry来保存用户构建的镜像。Registry分为公共和私有两种。Docker公司运营公共的Registry叫做Docker Hub。用户可以在Docker Hub注册账号，分享并保存自己的镜像（说明：在Docker Hub下载镜像巨慢，可以自己构建私有的Registry）。

Docker安装与启动

安装Docker

Docker官方建议在Ubuntu中安装，因为Docker是基于Ubuntu发布的，而且一般Docker出现的问题Ubuntu是最先更新或者打补丁的。在很多版本的CentOS中是不支持更新最新的一些补丁包的。

由于我服务器环境都使用的是CentOS，因此这里我们将Docker安装到CentOS上。注意：这里建议安装在CentOS7.x以上的版本，在CentOS6.x的版本中，安装前需要安装其他很多的环境而且Docker很多补丁不支持更新。

①yum包更新到最新：

sudo yum update

②安装需要的软件包，yun-util提供yum-config-manager功能，另外两个是devicemapper驱动依赖的：

sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

③设置yum源为阿里云：

sudo yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

④安装Docker社区版：

sudo yum install docker-ce

⑤安装后查看Docker版本：

docker -v

Docker的启动与停止

systemctl命令是系统服务管理器指令。

启动Docker：

systemctl start docker

停止Docker：

systemctl stop docker

重启Docker：

systemctl restart docker

查看Docker状态：

systemctl status docker

设置Docker开机自启：

systemctl enable docker

查看Docker概要信息：

docker info

查看Docker帮助文档：

docker --help

设置ustc的镜像

ustc是老牌的Linux镜像服务提供者了，还在遥远的Ubuntu 5.04版本的时候就在用。ustc的Docker镜像加速器速度很快。ustc docker mirror的优势之一就是不需要注册，是真正的公共服务。

①编辑文件：

vim /etc/docker/daemon.json

②在该文件内添加以下内容：

{
  "registry-mirrors": ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"]
}

常用命令

镜像相关命令

①查看镜像：

docker images

这些镜像都是存储在Docker宿主机的/var/lib/docker目录下。

②搜索镜像：

如果需要从网络中查找需要的镜像，可以使用以下命令搜索。

docker search [OPTIONS] TERM

③拉取镜像：

拉取镜像就像是从中央仓库中下载镜像到本地。

docker pull [OPTIONS] NAME[:TAG|@DIGEST]

例如，下载CentOS7镜像

docker pull centos:7

④删除镜像

docker rmi [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]

容器相关命令

①查看容器

docker ps [OPTIONS]

②创建与启动容器

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

方式一：交互方式创建容器

docker run -it --name=容器名称 镜像名称:标签 /bin/bash

退出当前容器

exit

方式二：守护式方式创建容器

docker run -di --name=容器名称 镜像名称:标签

登入守护式容器

docker exec -it 容器名称 (或者容器ID) /bin/bash

③停止与启动容器

停止容器：

docker stop 容器名称或者容器ID

启动容器：

docker start 容器名称或者容器ID

④文件拷贝

将宿主机的文件拷贝到容器内：

docker cp 需要拷贝的文件或目录 容器名称:容器目录

将容器内的文件拷贝到宿主机：

docker cp 容器名称:容器目录 需要拷贝的文件或目录

⑤目录挂载

我们可以在创建容器的时候，将宿主机的目录与容器内的目录进行映射，这样我们就可以通过修改宿主机某个目录的文件从而去影响容器。

创建容器时，添加-v参数，后边为宿主机目录:容器目录。

例如：

docker run -di -v /usr/local/myhtml:/usr/local/myhtml --name=mycentos3 centos:7

如果你共享的是多级的目录，可能会出现权限不足的提示。

这是因为CentOS7中的安全模块selinux把权限禁掉了，我们需要添加参数--privileged=true来解决挂载的目录没有权限的问题。

⑥查看容器IP地址

我们可以通过以下命令查看容器运行的各种数据：

docker inspect 容器名称或容器ID

也可以直接执行下面的命令直接输出IP地址。

docker inspect --format='{{.NetworkSettings.IPAddress}}' 容器名称或容器ID

⑦删除指定容器

docker rm 容器名称或容器ID

应用部署

MySQL部署

①拉取MySQL镜像

docker pull mysql:5.7

②创建容器

# docker run -di --name=容器名字 -p 宿主机端口:容器端口 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=mysql密码 容器名称
docker run -di --name=mymysql -p 3306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql:5.7

③远程登入MySQL：连接宿主机IP，指定端口为3306

Tomcat部署

①拉取Tomcat镜像

docker pull tomcat:7-jre7

②创建容器

# 创建tomcat容器，并挂载了webapps目录
# -p表示地址映射 -v 表示目录挂载
docker run -di --name=mytomcat -p 8080:8080 -v /usr/local/webapps:/usr/local/tomcat/webapps tomcat:7-jre7

Nginx部署

①拉取Nginx镜像

docker pull nginx

②创建容器

docker run -di --name=mynginx -p 80:80 nginx

Redis部署

①拉取Redis镜像

docker pull redis

②创建容器

docker run -di --name=myredis -p 6379:6379 redis

迁移与备份

其中涉及到的命令有：

①docker commit：将容器保存为镜像

②docker save：将镜像备份为tar文件

③docker load：根据tar文件恢复为镜像

容器保存为镜像

格式：

docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

如：

[root@a ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE
5d9b684c8c64        nginx:latest
[root@a ~]# docker commit 5d9b684c8c64 my-nginx-image
sha256:32a0031127bc12826c0bc8e4292b8a38b98c5ab0158fd0189d59dbc27dadceec
[root@a ~]# docker images
REPOSITORY            TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
my-nginx-image      latest            32a0031127bc      4 seconds ago       133MB

镜像备份（将镜像保存为tar文件）

格式：

docker save [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]

如：

[root@a ~]# docker save -o my-nginx-image.tar my-nginx-image:latest
[root@a ~]# ll
总用量 133708
-rw-------. 1 root root 136857088 9月  15 11:13 my-nginx-image.tar 

镜像恢复与迁移（将tar文件恢复为镜像）

格式：

docker load [OPTIONS]

如：

docker load -i my-nginx-image-3.tar 

Dockerfile自定义镜像

什么是Dockerfile

Dockerfile是由一系列命令和参数构成的脚本，这些命令应用于基础镜像并最终创建一个新的镜像。

对于开发人员：可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境。

对于测试人员：可以直接拿开发时所构建的镜像或者通过Dockerfile文件构建一个新的镜像开始工作了。

对于运维人员：在部署时，可以实现应用的无缝移植。

常用命令

使用脚本创建镜像

①创建目录

mkdir –p /usr/local/docker-jdk

②下载jdk-8u171-linux-x64.tar.gz并上传到服务器（虚拟机）中的/usr/local/dockerjdk8目录

③创建Dockerfile文件

vim /usr/local/docker-jdk/Dockerfile

④将以下内容写入Dockerfile文件中

# 指定来源镜像
FROM centos:7
​
# 指定镜像作者姓名
MAINTAINER tankang
​
# 指定工作目录：容器工作时相对路径的基准
WORKDIR /usr
​
# 创建镜像时执行指令创建/usr/local/java目录
RUN mkdir /usr/local/java
​
# 将压缩文件添加到镜像中，是相对路径jar，会自动解压
ADD jdk-8u121-linux-x64.tar.gz /usr/local/java
​
# 设置Java环境变量
ENV JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk1.8.0_121
ENV PATH=$JAVA_HOME:$PATH 

⑤构建镜像

# 格式
docker build [OPTIONS] PATH | URL | -
# 例如
docker build -t='jdk1.8' .
# -t后面指定的是镜像的名字，当然也可以在后面用冒号附加tag。最后的点表示宿主机中的当前目录，让构建程序在当前目录下找到Dockerfile。 

⑥查看镜像是否建立完成

docker images

Docker私有仓库

简介

Docker官方的Docker hub是一个用于管理公共镜像的仓库，我们可以从上面拉取镜像到本地，也可以把我们自己的镜像推送上去。但是，有时候我们的服务器无法访问互联网，或者你不希望将自己的镜像放到公网当中，那么我们就需要搭建自己的私有仓库来存储和管理自己的镜像。

私有仓库搭建与配置

①拉取私有仓库镜像

docker pull registry

②启动私有仓库容器

docker run -di --name=registry -p 5000:5000 registry

③打开浏览器，输入地址http://宿主机IP:5000/v2/_catalog，如果页面输出{"repositories":[]}，表示私有仓库搭建成功并且内容为空

④修改daemon.json

vim /etc/docker/daemon.json

⑤添加以下内容（此步用于让Docker信任私有仓库地址）

{"insecure-registries":["宿主机IP:5000"]}

⑥重启Docker服务

systemctl restart docker

镜像上传至私有仓库

①标记此镜像为私有仓库的镜像

docker tag jdk1.8 宿主机IP:5000/jdk1.8

1. 标记此镜像为私有仓库的镜像。

   1 

    

2. 再次启动私服容器。

   1 docker start registry 

3. 上传标记的镜像。

   1 docker push 宿主机IP:5000/jdk1.8 

4. 打开浏览器，输入地址http://宿主机IP:5000/v2/_catalog，如果页面输出{"repositories":["jdk1.8"]}，表示上传成功。

从私有仓库拉取镜像

　　大多数情况下，都是某台服务器部署了私有镜像仓库之后，到其它服务器上从私有仓库中拉取镜像，若要拉取私有仓库镜像需要去修改docker的配置文件，设置启动时候的仓库地址。

1 # 打开配置文件
2 vi /usr/lib/systemd/system/docker.service
3 # 在打开的上述文件中按照下面的图，添加如下的内容；注意修改下面内容中的ip地址
4 --add-registry=宿主机IP:5000 --insecure-registry=宿主机IP:5000 \
5 # 修改完后需要重新加载docker配置文件并重启docker
6 systemctl daemon-reload
7 systemctl restart docker

配置完成之后，需要重启docker服务，重启后就可以从私有仓库拉取镜像。

Read from tar archive file, instead of STDIN