Docker简单使用教程
作者 qin lang
部分资料借鉴 cloudman
What - 什么是容器？
容器是一种轻量级、可移植、自包含的软件打包技术，使应用程序可以在几乎任何地方以相同的方式运行。开发人员在自己笔记本上创建并测试好的容器，无需任何修改就能够在生产系统的虚拟机、物理服务器或公有云主机上运行。
容器与虚拟机
谈到容器，就不得不将它与虚拟机进行对比，因为两者都是为应用提供封装和隔离。
容器由两部分组成：
1 应用程序本身
2 依赖：比如应用程序需要的库或其他软件
容器在 Host 操作系统的用户空间中运行，与操作系统的其他进程隔离。这一点显著区别于的虚拟机。
传统的虚拟化技术，比如 VMWare, KVM, Xen，目标是创建完整的虚拟机。为了运行应用，除了部署应用本身及其依赖（通常几十 MB），还得安装整个操作系统（几十 GB）。
Why - 为什么需要容器？
为什么需要容器？容器到底解决的是什么问题？
简要的答案是：容器使软件具备了超强的可移植能力。
容器解决的问题
我们来看看今天的软件开发面临着怎样的挑战？
如今的系统在架构上较十年前已经变得非常复杂了。以前几乎所有的应用都采用三层架构（Presentation/Application/Data），系统部署到有限的几台物理服务器上（Web Server/Application Server/Database Server）。
而今天，开发人员通常使用多种服务（比如 MQ，Cache，DB）构建和组装应用，而且应用很可能会部署到不同的环境，比如虚拟服务器，私有云和公有云。
一方面应用包含多种服务，这些服务有自己所依赖的库和软件包；另一方面存在多种部署环境，服务在运行时可能需要动态迁移到不同的环境中。这就产生了一个问题：
如何让每种服务能够在所有的部署环境中顺利运行？
于是我们得到了下面这个矩阵：
各种服务和环境通过排列组合产生了一个大矩阵。开发人员在编写代码时需要考虑不同的运行环境，运维人员则需要为不同的服务和平台配置环境。对他们双方来说，这都是一项困难而艰巨的任务。
如何解决这个问题呢？
聪明的技术人员从传统的运输行业找到了答案。
几十年前，运输业面临着类似的问题。
每一次运输，货主与承运方都会担心因货物类型的不同而导致损失，比如几个铁桶错误地压在了一堆香蕉上。另一方面，运输过程中需要使用不同的交通工具也让整个过程痛苦不堪：货物先装上车运到码头，卸货，然后装上船，到岸后又卸下船，再装上火车，到达目的地，最后卸货。一半以上的时间花费在装、卸货上，而且搬上搬下还容易损坏货物。
这同样也是一个 NxM 的矩阵。
幸运的是，集装箱的发明解决这个难题。
任何货物，无论钢琴还是保时捷，都被放到各自的集装箱中。集装箱在整个运输过程中都是密封的，只有到达最终目的地才被打开。标准集装箱可以被高效地装卸、重叠和长途运输。现代化的起重机可以自动在卡车、轮船和火车之间移动集装箱。集装箱被誉为运输业与世界贸易最重要的发明。
Docker 将集装箱思想运用到软件打包上，为代码提供了一个基于容器的标准化运输系统。Docker 可以将任何应用及其依赖打包成一个轻量级、可移植、自包含的容器。容器可以运行在几乎所有的操作系统上。
其实，“集装箱” 和 “容器” 对应的英文单词都是 “Container”。
“容器” 是国内约定俗成的叫法，可能是因为容器比集装箱更抽象，更适合软件领域的原故吧。
我个人认为：在老外的思维中，“Container” 只用到了集装箱这一个意思，Docker 的 Logo 不就是一堆集装箱吗？
Docker 的特性
我们可以看看集装箱思想是如何与 Docker 各种特性相对应的。
Docker 的核心组件包括：
Docker 客户端 - Client
Docker 服务器 - Docker daemon
Docker 镜像 - Image
Registry
Docker 容器 - Container
Docker 服务器
Docker daemon 是服务器组件，以 Linux 后台服务的方式运行。
Docker daemon 运行在 Docker host 上，负责创建、运行、监控容器，构建、存储镜像。
默认配置下，Docker daemon 只能响应来自本地 Host 的客户端请求。如果要允许远程客户端请求，需要在配置文件中打开 TCP 监听，步骤如下：
编辑配置文件 /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service，在环境变量 ExecStart 后面添加 -H tcp://0.0.0.0，允许来自任意 IP 的客户端连接。
如果使用的是其他操作系统，配置文件的位置可能会不一样。
重启 Docker daemon。
服务器 IP 为 192.168.56.102，客户端在命令行里加上 -H 参数，即可与远程服务器通信。
info 子命令用于查看 Docker 服务器的信息。
Docker 镜像
可将 Docker 镜像看着只读模板，通过它可以创建 Docker 容器。
例如某个镜像可能包含一个 Ubuntu 操作系统、一个 Apache HTTP Server 以及用户开发的 Web 应用。
镜像有多种生成方法：
可以从无到有开始创建镜像
也可以下载并使用别人创建好的现成的镜像
还可以在现有镜像上创建新的镜像
Docker 容器
Docker 容器就是 Docker 镜像的运行实例。
用户可以通过 CLI（docker）或是 API 启动、停止、移动或删除容器。可以这么认为，对于应用软件，镜像是软件生命周期的构建和打包阶段，而容器则是启动和运行阶段。
Registry
Registry 是存放 Docker 镜像的仓库，Registry 分私有和公有两种。
Docker Hub（https://hub.docker.com/） 是默认的 Registry，由 Docker 公司维护，上面有数以万计的镜像，用户可以*下载和使用。
ECR AWS 公司容器存放位置
docker pull 命令可以从 Registry 下载镜像。
docker run 命令则是先下载镜像（如果本地没有），然后再启动容器。
安装 Docker
yum -y install docker
运行第一个容器
环境就绪，马上运行第一个容器，执行命令：
docker run -d -p 80:80 httpd
其过程可以简单的描述为：
- 从 Docker Hub 下载 httpd 镜像。镜像中已经安装好了 Apache HTTP Server。
- 启动 httpd 容器，并将容器的 80 端口映射到 host 的 80 端口。第一个80是主机端口 第二个80是容器端口
容器启动过程如下：
Docker 客户端执行 docker run 命令。
Docker daemon 发现本地没有 httpd 镜像。
daemon 从 Docker Hub 下载镜像。
下载完成，镜像 httpd 被保存到本地。
Docker daemon 启动容器。
hello-world - 最小的镜像
hello-world 是 Docker 官方提供的一个镜像，通常用来验证 Docker 是否安装成功。
docker pull hello-world
[root@ip-172-29-140-52 ~]# docker pull hello-world
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/hello-world
0e03bdcc26d7: Pull complete
Digest: sha256:49a1c8800c94df04e9658809b006fd8a686cab8028d33cfba2cc049724254202
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest
docker.io/library/hello-world:latest
Docker 常用命令
# 容器信息获取命令
docker ps #列出当前运行中的容器
docker ps -a #列出该机器上所有的容器，包括启动和未启动的
docker images #列出该机器上所有的镜像
docker top 容器id #获取容器的top信息
docker stats 容器id #获取容器容器信息
docker logs 容器id #获取容器的输出日志
docker logs -f 容器id #实时获取容器的日志
docker inspect 容器ID #查看容器信息
docker history 镜像ID #查看容器的历史构建记录
# 容器操作命令
docker tag 镜像 新的名字 例如 docker tag nginx:latest wuerp-nginx:latest #新打出来的包会单独的存在
docker run #启动容器
-i 以交互模式运行容器，通常与 -t 同时使用；
-t 为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用；
-d 后台运行容器，并返回容器ID；
docker cp 文件 容器id:/root #把文件cp到容器的root目录下
docker cp 容器id:/root/wuerp.conf . #把容器/root/wuerp.conf的文件拷贝到本地
docker start 容器id #启动容器，在容器停止的时候使用
docker stop 容器id #停止容器，在容器启动的时候使用
docker restart 容器id #重启容器
docker pause 容器id #暂停容器
docker unpause 容器id #取暂停容器
docker rm 容器id #删除容器
docker rmi 镜像id #删除镜像ID
小技巧 删除所有容器 docker ps $(docker ps -a -q)
删除容器镜像 docker rmi $(docker images)
docker rename 容器名字 新的容器名字 #给容器--name 属性的值改名
docker exec -it 容器id /bin/bash #进入容器使用/bin/bash解释器
docker container update --restart=always 容器ID #更新容器的一些属性 例如这更新容器的启动属性 always docker启动的时候会自动启动容器
#容器获取上传命令
docker login #登录镜像仓库 默认情况是登录dockerhub的，可以自己去注册一个
#登录公司的ECR仓库方法 aws ecr get-login-password --region cn-northwest-1 | docker login --username AWS --password-stdin
097364988641.dkr.ecr.cn-northwest-1.amazonaws.com.cn
docker logout #退出镜像仓库
docker search 镜像 # 在dockerhub搜索容器镜像
docker pull #镜像仓库/镜像：标签 #拉取镜像到本地
docker push #推送镜像到仓库 docker push 097364988641.dkr.ecr.cn-northwest-1.amazonaws.com.cn/local_dotnet_core:latest #注意，镜像是什么名字，推送到的镜像仓库就是什么名字
创建一个复杂一点的docker容器
docker run -it -p 8080:80 -v /root/2020-07-29:/root/log --name nginx --restart=always nginx
-p 8080:80 将本机的8080端口映射到容器的80上
-v /root/2020-07-29:/root/log 把本机的/root/2020-07-29文件夹挂载到容器的/root/log下
–name nginx 给容器启一个名字
–restart=always 容器启动策略，会自动重启容器
最后的nginx是Images的名称，如果没有就从dockerhub上默认拉取
docker 镜像加速
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": ["https://352w7nbu.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
docker镜像分层
基础镜像
Linux 操作系统由内核空间和用户空间组成。如下图所示：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-TnPAL5M2-1623205435987)(1E33BB6B44954BA992EE1172FF4F9F0C)]
rootfs
内核空间是 kernel，Linux 刚启动时会加载 bootfs 文件系统，之后 bootfs 会被卸载掉。
用户空间的文件系统是 rootfs，包含我们熟悉的 /dev, /proc, /bin 等目录。
对于 base 镜像来说，底层直接用 Host 的 kernel，自己只需要提供 rootfs 就行了。
而对于一个精简的 OS，rootfs 可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了。相比其他 Linux 发行版，CentOS 的 rootfs 已经算臃肿的了，alpine 还不到 10MB。
我们平时安装的 CentOS 除了 rootfs 还会选装很多软件、服务、图形桌面等，需要好几个 GB 就不足为奇了。
base 镜像提供的是最小安装的 Linux 发行版。
下面是 CentOS 镜像的 Dockerfile 的内容：
FROM scratch
ADD centos-7-docker.tar.xz
CMD ["/bin/bash"]
第二行 ADD 指令添加到镜像的 tar 包就是 CentOS 7 的 rootfs。在制作镜像时，这个 tar 包会自动解压到 / 目录下，生成 /dev, /porc, /bin 等目录。
注：可在 Docker Hub 的镜像描述页面中查看 Dockerfile 。
https://hub.docker.com/
不同 Linux 发行版的区别主要就是 rootfs。
比如 Ubuntu 14.04 使用 upstart 管理服务，apt 管理软件包；而 CentOS 7 使用 systemd 和 yum。这些都是用户空间上的区别，Linux kernel 差别不大。
所以 Docker 可以同时支持多种 Linux 镜像，模拟出多种操作系统环境。
镜像分层
Docker 支持通过扩展现有镜像，创建新的镜像。
实际上，Docker Hub 中 99% 的镜像都是通过在 base 镜像中安装和配置需要的软件构建出来的。比如我们现在构建一个新的镜像，Dockerfile 如下：
FROM centos
RUN yum -y install wget
RUN yum -y install zip
CMD ["/bin/bash"]
① 新镜像不再是从 scratch 开始，而是直接在 centos 镜像上构建。
② 安装 wget。
③ 安装 zip。
④ 容器启动时运行 bash。
[root@ip-172-29-140-52 ~]# docker build -t wuerp-test .
Sending build context to Docker daemon 465.7MB
Step 1/4 : FROM centos
latest: Pulling from library/centos
6910e5a164f7: Pull complete
Digest: sha256:4062bbdd1bb0801b0aa38e0f83dece70fb7a5e9bce223423a68de2d8b784b43b
Status: Downloaded newer image for centos:latest
---> 831691599b88
Step 2/4 : RUN yum -y install wget
---> Running in b6e2f927de4d
CentOS-8 - AppStream 1.7 MB/s | 5.8 MB 00:03
CentOS-8 - Base 736 kB/s | 2.2 MB 00:03
CentOS-8 - Extras 7.4 kB/s | 7.0 kB 00:00
Last metadata expiration check: 0:00:01 ago on Fri Jul 31 14:00:18 2020.
Dependencies resolved.
================================================================================
Package Arch Version Repository Size
================================================================================
Installing:
wget x86_64 1.19.5-8.el8_1.1 AppStream 735 k
Installing dependencies:
libpsl x86_64 0.20.2-5.el8 BaseOS 61 k
publicsuffix-list-dafsa noarch 20180723-1.el8 BaseOS 56 k
Transaction Summary
================================================================================
Install 3 Packages
Total download size: 852 k
Installed size: 3.0 M
Downloading Packages:
(1/3): publicsuffix-list-dafsa-20180723-1.el8.n 200 kB/s | 56 kB 00:00
(2/3): libpsl-0.20.2-5.el8.x86_64.rpm 96 kB/s | 61 kB 00:00
(3/3): wget-1.19.5-8.el8_1.1.x86_64.rpm 666 kB/s | 735 kB 00:01
--------------------------------------------------------------------------------
Total 343 kB/s | 852 kB 00:02
warning: /var/cache/dnf/AppStream-02e86d1c976ab532/packages/wget-1.19.5-8.el8_1.1.x86_64.rpm: Header V3 RSA/SHA256 Signature, key ID 8483c65d: NOKEY
CentOS-8 - AppStream 1.6 MB/s | 1.6 kB 00:00
Importing GPG key 0x8483C65D:
Userid : "CentOS (CentOS Official Signing Key) <security@centos.org>"
Fingerprint: 99DB 70FA E1D7 CE22 7FB6 4882 05B5 55B3 8483 C65D
From : /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-centosofficial
Key imported successfully
Running transaction check
Transaction check succeeded.
Running transaction test
Transaction test succeeded.
Running transaction
Preparing : 1/1
Installing : publicsuffix-list-dafsa-20180723-1.el8.noarch 1/3
Installing : libpsl-0.20.2-5.el8.x86_64 2/3
Installing : wget-1.19.5-8.el8_1.1.x86_64 3/3
Running scriptlet: wget-1.19.5-8.el8_1.1.x86_64 3/3
Verifying : wget-1.19.5-8.el8_1.1.x86_64 1/3
Verifying : libpsl-0.20.2-5.el8.x86_64 2/3
Verifying : publicsuffix-list-dafsa-20180723-1.el8.noarch 3/3
Installed:
libpsl-0.20.2-5.el8.x86_64 publicsuffix-list-dafsa-20180723-1.el8.noarch
wget-1.19.5-8.el8_1.1.x86_64
Complete!
Removing intermediate container b6e2f927de4d
---> 15030461b7ce
Step 3/4 : RUN yum -y install zip
---> Running in 2739aa93af31
Last metadata expiration check: 0:00:06 ago on Fri Jul 31 14:00:18 2020.
Dependencies resolved.
================================================================================
Package Architecture Version Repository Size
================================================================================
Installing:
zip x86_64 3.0-23.el8 BaseOS 270 k
Installing dependencies:
unzip x86_64 6.0-43.el8 BaseOS 195 k
Transaction Summary
================================================================================
Install 2 Packages
Total download size: 465 k
Installed size: 1.2 M
Downloading Packages:
(1/2): zip-3.0-23.el8.x86_64.rpm 289 kB/s | 270 kB 00:00
(2/2): unzip-6.0-43.el8.x86_64.rpm 170 kB/s | 195 kB 00:01
--------------------------------------------------------------------------------
Total 260 kB/s | 465 kB 00:01
Running transaction check
Transaction check succeeded.
Running transaction test
Transaction test succeeded.
Running transaction
Preparing : 1/1
Installing : unzip-6.0-43.el8.x86_64 1/2
Installing : zip-3.0-23.el8.x86_64 2/2
Running scriptlet: zip-3.0-23.el8.x86_64 2/2
Verifying : unzip-6.0-43.el8.x86_64 1/2
Verifying : zip-3.0-23.el8.x86_64 2/2
Installed:
unzip-6.0-43.el8.x86_64 zip-3.0-23.el8.x86_64
Complete!
Removing intermediate container 2739aa93af31
---> e6882e168358
Step 4/4 : CMD ["/bin/bash"]
---> Running in f62d45699df5
Removing intermediate container f62d45699df5
---> bb1e77a27181
Successfully built bb1e77a27181
Successfully tagged wuerp-test:latest
可以看到，新镜像是从 base 镜像一层一层叠加生成的。每安装一个软件，就在现有镜像的基础上增加一层。
问什么 Docker 镜像要采用这种分层结构呢？
最大的一个好处就是 - 共享资源。
比如：有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来，那么 Docker Host 只需在磁盘上保存一份 base 镜像；同时内存中也只需加载一份 base 镜像，就可以为所有容器服务了。而且镜像的每一层都可以被共享，我们将在后面更深入地讨论这个特性。
这时可能就有人会问了：如果多个容器共享一份基础镜像，当某个容器修改了基础镜像的内容，比如 /etc 下的文件，这时其他容器的 /etc 是否也会被修改？
答案是不会！
修改会被限制在单个容器内。
这就是我们接下来要学习的容器 Copy-on-Write 特性。
可写的容器层
当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部。
这一层通常被称作“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”。
所有对容器的改动 - 无论添加、删除、还是修改文件都只会发生在容器层中。
只有容器层是可写的，容器层下面的所有镜像层都是只读的。
下面我们深入讨论容器层的细节。
镜像层数量可能会很多，所有镜像层会联合在一起组成一个统一的文件系统。如果不同层中有一个相同路径的文件，比如 /a，上层的 /a 会覆盖下层的 /a，也就是说用户只能访问到上层中的文件 /a。在容器层中，用户看到的是一个叠加之后的文件系统。
-
添加文件
在容器中创建文件时，新文件被添加到容器层中。 -
读取文件
在容器中读取某个文件时，Docker 会从上往下依次在各镜像层中查找此文件。一旦找到，打开并读入内存。 -
修改文件
在容器中修改已存在的文件时，Docker 会从上往下依次在各镜像层中查找此文件。一旦找到，立即将其复制到容器层，然后修改之。 -
删除文件
在容器中删除文件时，Docker 也是从上往下依次在镜像层中查找此文件。找到后，会在容器层中记录下此删除操作。
只有当需要修改时才复制一份数据，这种特性被称作 Copy-on-Write。可见，容器层保存的是镜像变化的部分，不会对镜像本身进行任何修改。
这样就解释了我们前面提出的问题：容器层记录对镜像的修改，所有镜像层都是只读的，不会被容器修改，所以镜像可以被多个容器共享。
*小技巧 在上面的镜像层构建较大不常常改动的内容，例如上面安装许多软件，在下面放置配置文件，但是配置文件可能会经常改动，如果配置文件在安装包上面的话，每次构建的时候检测到每一层的md5值变化，就会从产生变化的镜像层开始重新构建
实战docker使用小案例
以目前准备使用的keycloak和Mysql举例
Docker安装MySQL
创建mysql配置文件
mkdir -p {conf,data,logs,backup}
vim $PWD/conf/my.cnf
[client]
default-character-set = utf8
[mysql]
default-character-set = utf8
[mysqld]
character_set_server = utf8
collation-server = utf8_bin
transaction_isolation = READ-COMMITTED
启动mysql镜像
docker run --name mysql --restart always -p 3306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=wuerp -v $PWD/data:/var/lib/mysql -v $PWD/logs:/logs -v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d -v $PWD/backup:/backup -itd mysql:5.7
- 启动一个名字叫做mysql 启动策略总是启动的容器
- -p 映射的端口把本地3306 映射到容器的3306
- -e 传递环境变量到容器内 这里传入一个password
- -v 把$pwd/data 映射到/var/lib/mysql这个位置 把当前目录下的pwd
- -v 把$pwd/logs映射到/logs
- -v 把$pwd/backup 映射到/backup
- -itd 把容器放在后台运行返回容器id
- mysql:5.7 使用的镜像版本
[root@ip-172-29-140-52 test]# docker run --name mysql --restart always -p 3306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=wuerp -v $PWD/data:/var/lib/mysql -v $PWD/logs:/logs -v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d -v $PWD/backup:/backup -itd mysql:5.7
Unable to find image 'mysql:5.7' locally
5.7: Pulling from library/mysql
6ec8c9369e08: Already exists
177e5de89054: Pull complete
ab6ccb86eb40: Pull complete
e1ee78841235: Pull complete
09cd86ccee56: Pull complete
78bea0594a44: Pull complete
caf5f529ae89: Pull complete
4e54a8bcf566: Pull complete
50c21ba6527b: Pull complete
68e74bb27b39: Pull complete
5f13eadfe747: Pull complete
Digest: sha256:97869b42772dac5b767f4e4692434fbd5e6b86bcb8695d4feafb52b59fe9ae24
Status: Downloaded newer image for mysql:5.7
ceb20e33681d239e0e9cde25d9a4eeb713354895f70c8447d2b423ced86b6203
[root@ip-172-29-140-52 test]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
ceb20e33681d mysql:5.7 "docker-entrypoint.s…" 3 seconds ago Up 2 seconds 0.0.0.0:3306->3306/tcp, 33060/tcp mysql
a4ce76b48985 nginx "/docker-entrypoint.…" 6 minutes ago Up 6 minutes 80/tcp funny_lederberg
[root@ip-172-29-140-52 test]# docker exec -it mysql /bin/bash
root@ceb20e33681d:/# ls
backup bin boot dev docker-entrypoint-initdb.d entrypoint.sh etc home lib lib64 logs media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var
root@ceb20e33681d:/# mysql -uroot -pwuerp
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 2
Server version: 5.7.31 MySQL Community Server (GPL)
Copyright (c) 2000, 2020, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
mysql> show databases;
+--------------------+
| Database |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql |
| performance_schema |
| sys |
+--------------------+
4 rows in set (0.00 sec)
mysql>
成功访问，mysql安装成功
Docker安装keycloak
# KEYCLOAK_USER 用户名
# KEYCLOAK_PASSWORD 密码
# DB_ADDR 数据库地址
# DB_PORT数据库端口
# DB_DATABASE 数据库名称
# DB_USER 数据库用户
# DB_PASSWORD 数据库密码
docker run \
-d \
--name keycloak \
-p 8080:8080 \
-p 8443:8443 \
-e KEYCLOAK_USER=admin \
-e KEYCLOAK_PASSWORD=123456 \
-e DB_ADDR=127.0.0.1 \
-e DB_PORT=3306 \
-e DB_DATABASE=keycloak \
-e DB_USER=root \
-e DB_PASSWORD=wuerp \
jboss/keycloak:latest
访问https的keycloak
访问该机器 https://localhost:8443