Docker新手入门:基本用法
来源:互联网 发布:用友软件经销商查询 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 16:51
Docker新手入门:基本用法
1.Docker简介
1.1 第一本Docker书
工作中不断碰到Docker,今天终于算是正式开始学习了。在挑选系统学习Docker以及虚拟化技术的书籍时还碰到了不少麻烦,主要就是没有特别经典的书!Docker的《第一版Docker书》和《Docker技术入门与实战》普遍评价不高,而《Docker开发实践》和《Dockeru源码分析》又是2015年最近才出的,评价不是很多。综合看了下,最终还是选择了《Docker开发实践》,以下都主要以这本书作为学习资料。
1.2 Docker是什么?
《Docker开发实践》中讲了个故事:20世纪60年代以前的海运,货物都放置在一起,很容易挤压受损。同时,不同的运输方式之间的转运也很麻烦,例如从码头和火车汽车转运卸货时。不同货物和不同交通工具之间的组合是一个巨大的二维矩阵。海运界最后达成了一致,制定了国际标准集装箱来解决这个棘手的问题。所有货物都打包进集装箱互相隔离,所有交通工具都通过集装箱转运,极大地提供了运输的安全性和效率。
在软件开发中我们也经常碰到同样的问题,使用了各种各样技术框架的应用程序,从前端静态网站到后端数据库,从PHP到Java,以及多种多样的部署环境,从测试服务器到线上环境,从虚拟机到公有云等等。Docker,正是这个集装箱,而Docker的logo也的确是个集装箱。
1.3 Docker与容器和虚拟机
很自然地我们会问,Docker跟虚拟机有什么区别啊?这个问题可以拆成两部分。因为Docker并不是什么完全独创的技术,而是属于很早便有了的容器技术,所以第一个问题就是容器与虚拟机的区别?同属于容器技术,Docker的兄弟姐妹还有Solaris Zones、BSD jails、LXC等。但Docker现在这么火,自然有它的独到之处,所以第二个问题就是Docker与其他容器的区别?
关于第一个问题比较简单,容器是一种轻量级的虚拟技术。它不像虚拟机那样具有一套完整的CPU、内存和磁盘,对操作系统有绝对的权限。容器和宿主主机共享内核,所有容器共享操作系统,在一台物理机上可以运行成百上千的容器。第二个问题稍麻烦一些,与LXC相比,Docker对配置进行了抽象,使应用在任何平台上的运行环境都一致。同时提供了版本控制、镜像托管等类似Git的现代化设施和生态圈。
总体来看,Docker的应用场景有:
- 加速本地开发:快速搭建好开发环境和运行环境。
- 自动打包和部署应用。
- 创建轻量级的私有Paas环境。
- 自动化测试和持续集成。
- 创建安全沙盒。
2.Docker安装与32位问题
2.1 安装Docker
Docker对Linux环境有两个要求,一是64位系统,二是内核在3.8以上。而我使用的是Linux Mint 17的32位版,所以下载了源码包准备编译安装。正愁找不到编译安装的资料时,发现Ubuntu软件库提供了已经编译好的Docker 32位版,真是太好了!再看一下我的内核版本是3.13,也符合要求,于是直接用apt安装。
cdai@dell ~ $ uname -aLinux dell 3.13.0-37-generic #64-Ubuntu SMP Mon Sep 22 21:30:01 UTC 2014 i686 i686 i686 GNU/Linuxcdai@dell ~ $ apt-cache search dockerdocker.io - Linux container runtimekdocker - lets you dock any application into the system trayvim-syntax-docker - Docker container engine - Vim highlighting syntax filescdai@dell ~ $ sudo apt-get install docker.iocdai@dell ~ $ docker -vDocker version 1.0.1, build 990021a
2.2 32位版镜像
尽管Docker能用了,但是官方Docker Hub中的镜像都是为64位系统准备的,下载这些镜像后创建启动容器时会报”finalize namespace drop capabilities operation not permitted”的错误。所以我们可以用官方提供的Dockerfile构建出32位版本的镜像,才能在32位系统上使用。(镜像构建的具体讲解请参见第3.4节)
以构建32位版的Ubuntu为例,执行官方GitHub上提供的Shell脚本即可。经过漫长的等待后,就能看到32位的Ubuntu镜像已经成功安装到我们本地了,官方的脚本果然还是挺靠谱的。
cdai ~ $ docker imagesREPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED VIRTUAL SIZE32bit/ubuntu 14.04 c062cc00654e About a minute ago 295.3 MB
注意:这里为了在我的老本子上学习研究Docker而做了workaround,真正应用时当然还是一定要在64位机器上使用Docker的。
3.入门实战
3.1 核心概念
在开始使用Docker之前,首先要了解Docker中的概念和它们之间的关系,否则直接上手可能会搞得一头雾水。Docker中最重要的三个概念就是:镜像、容器、库。
- 镜像:是一个包含了应用程序和其运行时依赖环境的只读文件。
- 容器:它是构建容器的模板,通过一个镜像我们可以构造出很多相互独立但运行环境一样的容器。
- 库:Docker提供了Hub来保存公有或私有的镜像,也允许第三方搭建。
下面就是典型的Docker工作流,从这张图中能清晰地理解这三个重要概念之间的关系。本节接下来就根据这个Workflow逐一介绍常用的操作。
3.2 搜索下载镜像
首先用docker search [keyword]
命令查看Docker Hub上都有哪些镜像可以下载,search后可以用通配符表示关键字:
cdai ~ $ docker search ubuntuNAME DESCRIPTION STARS OFFICIAL AUTOMATEDubuntu Ubuntu is a Debian-based Linux operating s... 2179 [OK] ubuntu-upstart Upstart is an event-based replacement for ... 31 [OK] torusware/speedus-ubuntu Always updated official Ubuntu docker imag... 25 [OK]tleyden5iwx/ubuntu-cuda Ubuntu 14.04 with CUDA drivers pre-installed 17 [OK]ubuntu-debootstrap debootstrap --variant=minbase --components... 12 [OK] neurodebian NeuroDebian provides neuroscience research... 11 [OK] ...
接下来用docker pull [repository/url:tag]
命令下载镜像。因为从官方Docker Hub下载非常慢,所以这里从国内的镜像站http://dockerpool.com/下载,速度非常快。(注:后面会讲到用docker run命令创建容器,其实如果镜像不存在Docker会自动去下载,这里为了学习pull命令所以手动下载镜像)
cdai ~ $ docker pull dl.dockerpool.com:5000/ubuntu:14.04cdai ~ $ docker pull dl.dockerpool.com:5000/centos:latest
下载完成后,就可以用docker images
查看本地都有哪些镜像。这里的REPOSITORY列可能有三种类型:
- [namespace/ubuntu]:当你在Docker Hub上注册账户时,账户名就自动成为你的namespace,它是用来区分不同用户的镜像的。
- [ubuntu]:这种只有仓库名的可以认为它属于顶级namespace,这种仓库只用于官方的镜像。
- [dl.dockerpool.com:5000/ubuntu]:URL路径表示镜像是放置在第三方搭建的Hub上。
cdai ~ $ docker imagesREPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED VIRTUAL SIZEdl.dockerpool.com:5000/ubuntu 14.04 5506de2b643b 10 months ago 199.3 MBdl.dockerpool.com:5000/centos latest 87e5b6b3ccc1 11 months ago 224 MB
如果想要查看镜像的详细信息,可以用docker inspect [image-id]
命令查看。(注:下面容器一节会看到,这个命令也能够用来查看容器的详细信息)
cdai ~ $ docker inspect 5506de2b643b[{ "Architecture": "amd64", "Author": "", "Comment": "", "Config": { "AttachStderr": false, "AttachStdin": false, "AttachStdout": false, "Cmd": [ "/bin/bash" ], ... }, "Container": "201ae89099c20e577dd9c60cb9199c2dac0688d49efa676bf3eeb859666294bd", "ContainerConfig": { "AttachStderr": false, "AttachStdin": false, "AttachStdout": false, ... }, "Created": "2014-10-23T23:53:59.03271073Z", "DockerVersion": "1.3.0", "Id": "5506de2b643be1e6febbf3b8a240760c6843244c41e12aa2f60ccbb7153d17f5", "Os": "linux", "Parent": "22093c35d77bb609b9257ffb2640845ec05018e3d96cb939f68d0e19127f1723", "Size": 0}]
3.3 创建启动容器
了解了镜像的基本操作后,我们就可以创建容器了。首先用docker create
创建容器或者用docker run [repository:tag]
创建并运行容器。容器可以分为两种类型:
- 交互型容器:前台运行,可以通过控制台与容器交互。如果创建该容器的终端被关闭,则容器就变为停止状态。此外,在容器控制台中输入exit或者通过
docker stop
或docker kill
也能终止容器。 - 后台型容器:后台运行,创建启动之后就与终端无关了,需要用
docker stop
或docker kill
来终止。
说明:因为我的老本子是32位的,即便从第三方Hub安装了镜像也都是64位的无法使用,所以这里的例子都使用第一节中手动构建出的32位Ubuntu镜像。
首先我们创建运行一个交互型容器试试,在容器的控制台里简单的输出个”Hello,Docker”。怎么样?Docker容器非常轻量级,启动非常快吧!用docker ps
可以查看正在运行的容器,用docker ps -a
查看所有容器,包括未启动的容器。(-l和-n=x能列出最后创建的一个或x个容器)
cdai ~ $ docker run -i -t 32bit/ubuntu:14.04 /bin/bashroot@328aa6305d82:/# echo "Hello, Docker!"Hello, Docker!root@328aa6305d82:/# exitexitcdai ~ $ docker ps -aCONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES328aa6305d82 32bit/ubuntu:14.04 /bin/bash 24 seconds ago Exited (0) 4 seconds ago stupefied_curie
现在再创建运行一个后台型容器。可以用restart参数设置容器异常退出时自动重启:”always”不管什么返回码都尝试重启容器;”on-failure:x”则只在返回码非0时才会重启,并尝试x次。最后可以接上一个容器启动后执行的命令。这里为了做一个例子学习,所以用一个循环每隔5秒输出”hello world”。(Docker 1.3后提供了docker exec
用于在容器运行之后中途启动另一个程序)
cdai ~ $ docker run -d 32bit/ubuntu:14.04 /bin/bash -c "while true; do echo hello world; sleep 5; done"5c40590cc23cfa02bd6c0220da77b601973f01f8bc430baca22315ef68d81e44cdai ~ $ docker psCONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES5c40590cc23c 32bit/ubuntu:14.04 /bin/bash -c while 5 seconds ago Up 5 seconds evil_bartik
现在容器已经在后台运行起来了,没有控制台我们怎样能查看容器的状态呢?Docker提供了一些很实用的容器内操作命令,例如docker logs [container-name]
能够查看容器内标准输出流中的内容,docker top [container-name]
查看容器中的所有进程。下面就用这两个命令查看一下刚才启动的容器运行得怎么样了?注意:启动容器时如果没用name参数指定容器名称的话,Docker会自动生成一个,下面的命令都用这个名称作为参数。
cdai ~ $ docker logs -f evil_bartikhello worldhello worldhello worldhello worldhello worldhello worldhello worldhello worldhello worldhello worldhello worldhello worldhello worldhello worldhello world^Ccdai ~ $ docker top evil_bartikUID PID PPID C STIME TTY TIME CMDroot 26803 1700 0 21:54 ? 00:00:00 /bin/bash -c while true; do echo hello world; sleep 5; doneroot 26859 26803 0 21:55 ? 00:00:00 sleep 5
可以看到我们的容器运行良好,循环体在不断输出”hello world”到输出流中。之前学习镜像说过docker inspect
也可以用于容器,现在就用它查看一下容器的详细信息。从输出可以清晰地看到启动命令、环境参数、网络等信息。
cdai ~ $ docker inspect evil_bartik[{ "Args": [ "-c", "while true; do echo hello world; sleep 5; done" ], "Config": { "AttachStderr": false, "AttachStdin": false, "AttachStdout": false, "Hostname": "5c40590cc23c", "Image": "32bit/ubuntu:14.04", ... }, "Created": "2015-09-03T13:54:03.389202827Z", "Driver": "aufs", ... "MountLabel": "", "Name": "/evil_bartik", "NetworkSettings": { "Bridge": "docker0", "Gateway": "172.17.42.1", "IPAddress": "172.17.0.5", "IPPrefixLen": 16, "PortMapping": null, "Ports": {} }, ...}]
容器学习的差不多了,现在就把它停下来了吧。之前说过,对于后台型容器有docker stop [container-name]
和docker kill [container-name]
两种方法。那它们有什么区别呢?前者会给容器内的进程发送SIGTERM信号,默认行为是容器退出,当然容器内的程序也可以捕获该信号后自行处理。而后者会给容器内的进程发送SIGKILL信号,导致容器直接退出。
cdai ~ $ docker stop evil_bartikevil_bartikcdai ~ $ docker ps -aCONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES5c40590cc23c 32bit/ubuntu:14.04 /bin/bash -c while 3 minutes ago Exited (-1) 5 seconds ago evil_bartik 328aa6305d82 32bit/ubuntu:14.04 /bin/bash 11 minutes ago Exited (0) 11 minutes ago stupefied_curie
3.4 制作上传镜像
本地镜像的制作有使用commit命令和编写Dockerfile两种方式。下面就先分别介绍这两种制作方式,然后学习一下如何把我们自己制作的本地镜像上传到Docker Hub上。
3.4.1 用commit制作镜像
首先启动我们之前创建的交互型容器stupefied_curie。启动成功后会发现我们并没有进入容器的控制台,这时就要使用之前没有介绍的一个容器内使用的命令,attach命令,帮我们重新进入一个已启动容器的控制台。(注意:执行attach后,要按一次回车才会出现容器的控制台界面。而且后台型容器是无法attach的)
cdai ~ $ docker ps -aCONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES328aa6305d82 32bit/ubuntu:14.04 /bin/bash 10 hours ago Exited (0) 10 hours ago stupefied_curie
attach上之后我们就可以在容器内操作了,这里我们安装一个Sqlite数据库并保存一个文本文件,准备好要制作成本地镜像的容器。本以为一切会很顺利,结果却碰到了容器内无法上网的问题,因为默认容器与宿主主机是桥接的关系需要配置一些DNS等设置。上网查了一下最简单的方法就是改一下网络模式,让容器使用与宿主主机一样的网络栈。这里重新创建一个交互型容器,网络模式使用host模式。
cdai ~ $ docker run -i -t --net="host" 32bit/ubuntu:14.04 /bin/bashroot@cdai:/# apt-get install sqlite3Reading package lists... DoneBuilding dependency tree Reading state information... DoneSuggested packages: sqlite3-docThe following NEW packages will be installed: sqlite30 upgraded, 1 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.Need to get 28.3 kB of archives.After this operation, 161 kB of additional disk space will be used.Get:1 http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ trusty-updates/main sqlite3 i386 3.8.2-1ubuntu2.1 [28.3 kB]Fetched 28.3 kB in 2s (10.8 kB/s) Selecting previously unselected package sqlite3.(Reading database ... 11535 files and directories currently installed.)Preparing to unpack .../sqlite3_3.8.2-1ubuntu2.1_i386.deb ...Unpacking sqlite3 (3.8.2-1ubuntu2.1) ...Setting up sqlite3 (3.8.2-1ubuntu2.1) ...root@cdai:/# echo "test docker commit" >> hellodockerroot@cdai:/# exitexit
现在就可以用docker commit [container-id]
命令将前面准备好的容器制作成镜像了!(为什么有的命令用ID有的用name呢?)执行完成后,就能查我们的镜像已安装到本地库了。这里还发现了一个问题,就是基于32位镜像创建的容器,再制作成镜像好像又是64位了,启动时又会报”finalize namespace drop capabilities operation not permitted”错误,:(
cdai ~ $ docker ps -aCONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES1718e35463ff 32bit/ubuntu:14.04 /bin/bash 53 seconds ago Exited (0) 8 seconds ago boring_babbage cdai ~ $ docker commit --author="cdai" 1718e35463ff cdai/sqlite3:v1e10622157a5df7c82bdf148bda021e0fe312c153852f7a6c765c216d4d636ecbcdai ~ $ docker imagesREPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED VIRTUAL SIZEcdai/sqlite3 v1 e10622157a5d 6 seconds ago 321.8 MB32bit/ubuntu 14.04 c062cc00654e 11 hours ago 295.3 MB
3.4.2 用Dockerfile制作镜像
上面我们在容器的控制台上手动执行一些操作,而Dockerfile是一种更加透明并且可重复的制作方式,因为我们不是手动执行操作,而是将所有操作用Docker提供的命令和语法编写到Dockerfile中。命令名全部大写,常用的Dockerfile命令有:
- FROM:指定扩展自哪个父级镜像。
- RUN:执行命令修改镜像。例如RUN apt-get update和RUN [“apt-get”, “update”]。前者在/bin/sh中执行命令,后者直接使用系统调用exec执行。
- EXPOSE:指明容器内进程对外开放的端口。也可以在容器启动时用-p参数开放一些在Dockerfile里没有列出的端口。
- ADD:添加宿主主机文件、文件夹或URL指定资源到镜像中。
- ENV:设置容器运行的环境变量。
- USER:为容器的运行以及Dockerfile后面的命令指定用户。
其他命令还有:MAINTAINER声明作者信息、WORKDIR指定工作目录(最后一个会作为容器启动后的工作目录)、VOLUME挂载文件、CMD和ENTRYPOINT指定容器启动后执行的命令、ONBUILD指定一些命令在当前镜像构建时不会执行,而是在子镜像构建时触发。
了解了这些常用的命令,下面就可以开始编写Dockerfile了。注意:Dockerfile文件名默认就叫”Dockerfile”,否则执行build命令时Docker会找不到。编写好后,执行docker build .
就可以开始构建了,每一条Dockerfile的命令都相当于构建出一个临时镜像,最后一步会生成最终的目标镜像。
cdai $ ls-rw-r--r-- 1 root root 17 Sep 4 09:08 abc.txt-rw-r--r-- 1 root root 188 Sep 4 09:08 Dockerfilecdai $ cat Dockerfile FROM 32bit/ubuntu:14.04MAINTAINER cdai "XXX@163.com"USER rootRUN apt-get install -y nginxEXPOSE 80 8080RUN touch test.txtADD abc.txt .ENTRYPOINT ["ls"]CMD ["-a", "-l"]cdai $ docker build -t cdai/nginx:v1 .Sending build context to Docker daemon 3.584 kBSending build context to Docker daemon Step 0 : FROM 32bit/ubuntu:14.04 ---> c062cc00654eStep 1 : MAINTAINER cdai "dc_726@163.com" ---> Running in 53ece79679ed ---> 979f81286bbeRemoving intermediate container 53ece79679edStep 2 : USER root ---> Running in f5d29e4895e5 ---> 4965bbb8d8cdRemoving intermediate container f5d29e4895e5Step 3 : RUN apt-get install -y nginx ---> Running in d4e46baff94aReading package lists...Building dependency tree...Reading state information...The following extra packages will be installed: fontconfig-config fonts-dejavu-core geoip-database libfontconfig1 libfreetype6 libgd3 libgeoip1 libjbig0 libjpeg-turbo8 libjpeg8 libtiff5 libvpx1 libx11-6 libx11-data libxau6 libxcb1 libxdmcp6 libxml2 libxpm4 libxslt1.1 nginx-common nginx-core sgml-base xml-coreSuggested packages: libgd-tools geoip-bin fcgiwrap nginx-doc sgml-base-doc debhelper ...Setting up nginx (1.4.6-1ubuntu3.3) ... ---> 73f5d909ac29Removing intermediate container d4e46baff94aStep 4 : EXPOSE 80 8080 ---> Running in 4333d2f3c58c ---> b693316fb774Removing intermediate container 4333d2f3c58cStep 5 : RUN touch test.txt ---> Running in 815dfbfb2005 ...
3.4.3 上传镜像到Hub
首先用docker login
命令输入我们在Docker Hub的登录信息,Docker会将其保存到~/.dockercfg中。
cdai $ docker loginUsername: cdaiPassword: Email: XXX@163.comLogin Succeededcdai $ cat ~/.dockercfg {"https://index.docker.io/v1/":{"auth":"XXXXaToxXXXXXXlEYiE=","email":"XXX@163.com"}}cdai $ docker imagesREPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED VIRTUAL SIZEcdai/sqlite3 v1 e10622157a5d 37 minutes ago 321.8 MB32bit/ubuntu 14.04 c062cc00654e 11 hours ago 295.3 MBcdai $ docker push cdai/sqlite3:v1The push refers to a repository [cdai/sqlite3] (len: 1)Sending image listPushing repository cdai/sqlite3 (1 tags)c062cc00654e: Buffering to disk ...
4.附:Docker相关技术
- 容器隔离:采用libcontainer取代了LXC作为默认容器。通过内核的pid、net、ipc、mnt和uts等命名空间实现对进程、网络、消息、文件系统和主机名的隔离。
- 资源调配:通过cgroups控制资源的度量和分配。
- 可移植性:利用AUFS实现对容器的快速更新。AUFS具有层的概念,每次修改都是在已有的只写层进行增量修改,修改内容形成新的文件层而不影响原有的层。
- 安全性:通过命名空间的隔离和cgroups审计,并配合一系列工具如SELinux等来保证安全。
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