docker学习笔记

docker

      Docker 是一个开源的应用容器引擎。作用是让开发者打包自己的应用软件和依赖环境到一个可移植的容器中。然后发布出来。

    Docker是典型的PaaS平台业务，和IaaS的Openstack相比较。除了一个达到了应用级别，一个只是达到操作系统级别之外。在虚拟化的方面，Docker并没有传统虚拟化的Hypervisor层。因为Docker只是基于容器的轻量级虚拟化，其虚拟化技术是基于内核的Cgroup和Namespace技术，处理逻辑和内核深度融合，所以在许多方面，Docker都与真机性能十分接近。

可能有人懵了，Hypervisor是什么，Cgroup和Namespace又是什么。

Hypervisor：一种运行在物理服务器和操作系统之间的中间软件层,可允许多个操作系统和应用共享一套基础物理硬件，因此也可以看作是虚拟环境中的“元”操作系统，它可以协调访问服务器上的所有物理设备和虚拟机，也叫虚拟机监视器（Virtual Machine Monitor）

至于Cgroup和Namespace在之后会介绍

在通信上，Docker并不会直接与内核交互，他是通过一个更为底层的工具Libcontainer与内核交互。Libcontainer是真正意义上的容器引擎，他通过clone系统调用直接创建容器。

传统虚拟机的架构

Docker 的架构图

Docker的功能与组件

   Docker的组成：

1.Docker 客户端

2.Docker daemon

3.Docker容器

4.Docker镜像

5.Registry

一. Docker客户端

      Docker客户端一般通过Docker command来发起请求。

      功能：就是发起请求

二.Docker daemon

     Docker daemon也可以被理解为Docker server，或者说是Docker Engine 来描述，因为它实际驱动整个Docker功能的核心。

      功能：接收客户端的请求并返回结果，实现上涉及了容器，镜像，存储等多个方面。

三.Docker容器

     Docker容器是核心内容，在概念上，容器很好的诠释了Docker集装箱的概念。集装箱可以存放任何货物，并且通过邮轮将货物运往世界各地，并不用关心集装箱里到底装了什么，他只要运行起来就好了。

     功能：Docker通过Libcontainer实现对容器整个生命周期的管理，信息的设置等等，而容器是对镜像的完美诠释，容器以镜像为基础，同时又给镜像提供了一个标准和隔离的环境。

四.Docker镜像

    与容器相对应，容器是一个完整的，隔离的运行环境。而镜像就是运行环境的静态体现，是一个还没有运行的环境。

    功能：提供镜像

五.Registry

    Registry（注册表）提供的是存放镜像的仓库，通常被部署到云端，在镜像的传输过程中，Registry就是这个传输的中转站，假如在公司将一个软件运行环境制作成镜像，并且上传到Regsitry中，这时在家里也可以方便的下载运行了。

    Docker公司提供的官方是Registry叫Docker Hub。

安装Docker

   这个看官网是最权威的了，可以在Centos，Ubuntu上等等上部署。

https://docs.docker.com/engine/installation/linux/centos/#prerequisites

      官方的资料是最好的学习资料，而且从安装到入门再到进阶都有详细的资料，还是应该从官方网站上学习。

# docker --helpUsage:docker COMMANDA self-sufficient runtime for containersOptions:      --config string      Location of client config files (default "/root/.docker")  -D, --debug              Enable debug mode      --help               Print usage  -H, --host list          Daemon socket(s) to connect to  -l, --log-level string   Set the logging level ("debug"|"info"|"warn"|"error"|"fatal") (default "info")      --tls                Use TLS; implied by --tlsverify      --tlscacert string   Trust certs signed only by this CA (default "/root/.docker/ca.pem")      --tlscert string     Path to TLS certificate file (default "/root/.docker/cert.pem")      --tlskey string      Path to TLS key file (default "/root/.docker/key.pem")      --tlsverify          Use TLS and verify the remote  -v, --version            Print version information and quitManagement Commands:  container   Manage containers  image       Manage images  network     Manage networks  node        Manage Swarm nodes  plugin      Manage plugins  secret      Manage Docker secrets  service     Manage services  stack       Manage Docker stacks  swarm       Manage Swarm  system      Manage Docker  volume      Manage volumesCommands:  attach      Attach local standard input, output, and error streams to a running container  build       Build an image from a Dockerfile  commit      Create a new image from a container's changes  cp          Copy files/folders between a container and the local filesystem  create      Create a new container  diff        Inspect changes to files or directories on a container's filesystem  events      Get real time events from the server  exec        Run a command in a running container  export      Export a container's filesystem as a tar archive  history     Show the history of an image  images      List images  import      Import the contents from a tarball to create a filesystem image  info        Display system-wide information  inspect     Return low-level information on Docker objects  kill        Kill one or more running containers  load        Load an image from a tar archive or STDIN  login       Log in to a Docker registry  logout      Log out from a Docker registry  logs        Fetch the logs of a container  pause       Pause all processes within one or more containers  port        List port mappings or a specific mapping for the container  ps          List containers  pull        Pull an image or a repository from a registry  push        Push an image or a repository to a registry  rename      Rename a container  restart     Restart one or more containers  rm          Remove one or more containers  rmi         Remove one or more images  run         Run a command in a new container  save        Save one or more images to a tar archive (streamed to STDOUT by default)  search      Search the Docker Hub for images  start       Start one or more stopped containers  stats       Display a live stream of container(s) resource usage statistics  stop        Stop one or more running containers  tag         Create a tag TARGET_IMAGE that refers to SOURCE_IMAGE  top         Display the running processes of a container  unpause     Unpause all processes within one or more containers  update      Update configuration of one or more containers  version     Show the Docker version information  wait        Block until one or more containers stop, then print their exit codes

再了解一下Docker就正式接触一下Docker。

容器组成

   Cgroup：资源控制

     Namespace：访问隔离

     rootfs：文件系统隔离

     容器引擎：生命周期控制

Cgroup介绍

    是Control group的简称，属于Linux的特性。用于隔离和限制一组进程对系统资源的调用，这些资源包括CPU，内存，block/IO 和网络带宽。

• 资源限制（Resource Limitation）：cgroups可以对进程组使用的资源总额进行限制。如设定应用运行时使用内存的上限，一旦超过这个配额就发出OOM（Out of Memory）。
• 优先级分配（Prioritization）：通过分配的CPU时间片数量及硬盘IO带宽大小，实际上就相当于控制了进程运行的优先级。
• 资源统计（Accounting）： cgroups可以统计系统的资源使用量，如CPU使用时长、内存用量等等，这个功能非常适用于计费。
• 进程控制（Control）：cgroups可以对进程组执行挂起、恢复等操作。

Namespace介绍

    是将全局资源做封装，使得每个Namespace都有一份独立的资源，就是各个空间的资源互相不影响，比如在A空间定义了一个防火墙规则，并不会影响B空间的防火墙规则， 在A中的IP地址也是独立的，内核规则也是不互相影响的。

• IPC：隔离system V IPC 和POSIX消息队列
• Network：隔离网络资源。
• Mount：隔离文件系统的挂载点。
• PID：隔离进程的ID
• UTS：隔离主机名
• User：隔离用户ID和组ID

关于网络的namespace相关博客： http://blog.csdn.net/ghost_leader/article/details/71075551

Docker镜像

  下来先快点接触一下Docker，按照官网上的介绍使用步骤，运行了第一个实例。

# docker run hello-worldHello 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. 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 bashShare images, automate workflows, and more with a free Docker ID: https://cloud.docker.com/For more examples and ideas, visit: https://docs.docker.com/engine/userguide/

docker的官网上举了这样一个例子。当使用python应用时，因为没有python的运行环境，而造成无法运行。所以可以使用docker来封装一个环境。

首先创建一个空目录。

# mkdir Docker

进入Docker目录

# vim Dockerfile# Use an official Python runtime as a base imageFROM python:2.7-slim# Set the working directory to /appWORKDIR /app# Copy the current directory contents into the container at /appADD . /app# Install any needed packages specified in requirements.txtRUN pip install -r requirements.txt# Make port 80 available to the world outside this containerEXPOSE 80# Define environment variableENV NAME World# Run app.py when the container launchesCMD ["python", "app.py"]

创建配置文件，配置所需的Python库。

# vim requirements.txtFlaskRedis

创建python代码

# vim app.pyfrom flask import Flaskfrom redis import Redis, RedisErrorimport osimport socket# Connect to Redisredis = Redis(host="redis", db=0, socket_connect_timeout=2, socket_timeout=2)app = Flask(__name__)@app.route("/")def hello():    try:        visits = redis.incr('counter')    except RedisError:        visits = "<i>cannot connect to Redis, counter disabled</i>"    html = "<h3>Hello {name}!</h3>" \           "<b>Hostname:</b> {hostname}<br/>" \           "<b>Visits:</b> {visits}"    return html.format(name=os.getenv('NAME', "world"), hostname=socket.gethostname(), visits=visits)if __name__ == "__main__":app.run(host='0.0.0.0', port=80)

构建应用。

# lsapp.py  Dockerfile  requirements.txt# docker build -t friendlyhello .Sending build context to Docker daemon  4.608kBStep 1/7 : FROM python:2.7-slim...

运行

# docker imagesREPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZEfriendlyhello       latest              93423083d7ee        3 minutes ago       195MBpython              2.7-slim            1c7128a655f6        5 days ago          183MBhello-world         latest              48b5124b2768        4 months ago        1.84kB# docker run -d -p 4000:80 friendlyhello2c5de434a914af2cc7b6a6b6a3bb4813e61d9d69682ea736b646b907f7847e22

此时4000端口已经被监听

# lsof -i :4000
COMMAND     PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
docker-pr 12445 root    4u  IPv6 229078      0t0  TCP *:terabase (LISTEN)

访问试试

停止运行容器

# docker stop 2c
（2c就可以代表2c5de434a914了）

分享我的镜像

首先按照官网的提示，在cloud.docker.com上注册了一个账号。

然后

# docker login    登录

标记相关的镜像。

# docker tag friendlyhello 454041823/hello:tag

上传

# docker push 454041823/hello:tagThe push refers to a repository [docker.io/454041823/hello]7fe3e2095f40: Pushing [==>                                                ]  512.5kB/11.82MB268907610fca: Pushing [==================================================>]   5.12kB802dd921ccea: Pushed 7b7f69d6236f: Pushing [=========>                                         ]  1.113MB/5.737MB667e68ed0db3: Pushing [=>                                                 ]  934.4kB/45.71MB5eac2de68a97: Pushing [>                                                  ]  77.82kB/7.749MB8d4d1ab5ff74: Waiting 

一旦完成，就可以直接运行了。

# docker run -d -p 4000:80 454041823/hello:tag

下面介绍一下docker的相关简单命令。

docker run <容器名字>    运行一个新的容器

docker images                 列出所有的镜像     

docker build -t friendlyname .               利用目录中的文件创建一个镜像

运行相关

docker run -p 4000:80  friendlyname    运行一个镜像，并且端口映射

docker run -d -p 4000:80 friendlyname 独立模式运行

管理镜像/容器相关

docker ps           列出当前正在运行的容器

docker ps -a       列出所有在运行的容器

docker stop <容器名字>  停止一个容器

docker kill   <容器名字>   强制停止一个容器

docker rm   <容器名字>             删除一个容器

docker rm $(docker ps -a -q)     删除所有的容器

docker rmi <镜像名字>                 删除一个镜像

docker rmi $(docker images -q)    删除所有镜像

分享镜像相关

docker login             登录cloud.docker.com

docker tag username/repository:tag        标记容器  

docker push username/repository:tag     上传容器

docker run -p 4000:80 username/repository    运行远端的容器

但是，访问docker 的官网太慢了。

这就需要一个docker加速器了。

daocloud提供的加速器用起来很方便啊！！！！

什么事docker加速器呢，就是使用docker时，经常需要从官方拉取镜像，但是网络问题，操作很慢。

这样就出现了加速器，极大的提升了国内访问docker hub的速度。

配置方法。

# curl -sSL https://get.daocloud.io/daotools/set_mirror.sh | sh -s http://c99cdc9f.m.daocloud.io

# systemctl restart docker

这节就写到这，更多的再后面再写。